חוקרי UCLA מפתחים מכשיר ביו אלקטרוני לביש המונע את עצמו וחוקרי UCLA מפתחים מכשיר ביו-אלקטרוני לביש המופעל על ידי עצמו.

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


מכשיר ביו -אלקטרוני UCLA לאנרגיה
גנרטור מגנטי-גומי עמיד למים שעוצב בעוצמה עצמית של UCLA עבור bioelectronics (צילום: יוני חן)

צוות של מהנדסים ביולוגיים בבית הספר להנדסה של סמולאי UCLA המציא מכשיר ביו-אלקטרוני בעל רמה וגמישות המופעלת בעצמו. הטכנולוגיה הופכת את תנועות גוף האדם – מכיפוף מרפק לתנועות עדינות כגון דופק על פרק כף היד – לחשמל שיכול לשמש להפעלת חיישני אבחון לבישים וניתנים להשתלה.

קָשׁוּר קבלים גמישים המבוססים על כבלים תומכים בקצירת אנרגיה לבישים

החוקרים גילו שההשפעה המגנטית -אלסטית, שהיא השינוי של כמה חומר ממוגנט כאשר מגנטים זעירים נדחקים כל הזמן זה לזה ומתפרקים על ידי לחץ מכני, יכולה להתקיים במערכת רכה וגמישה – לא רק קשיחה. כדי להוכיח את הרעיון שלהם, הצוות השתמש במגנטים מיקרוסקופיים המפוזרים במטריצת סיליקון דקה לנייר כדי ליצור שדה מגנטי שמשתנה בחוזקו כשהמטריצה ​​מתגלגלת. כאשר כוח השדה המגנטי משתנה, נוצר חשמל, מדווח UCLA סמואלי.

חומרי טבע פרסם היום מחקר מחקר המפרט את הגילוי, המודל התיאורטי שעומד מאחורי פריצת הדרך וההדגמה. המחקר מודגש גם על ידי טֶבַע.

"הממצא שלנו פותח דרך חדשה לאנרגיה פרקטית, חישה וטכנולוגיות טיפוליות הממוקדות על גוף-גוף-אדם ויכולות להיות מחוברות לאינטרנט הדברים", אמר ראש המחקר ג'ון צ'ן, פרופסור לביו-הנדסאי באוניברסיטת UCLA סמואלי. "מה שהופך את הטכנולוגיה לייחודית הוא שהיא מאפשרת לאנשים להתמתח ולנוע בנוחות כאשר המכשיר נלחץ על עור האדם, ומכיוון שהוא מסתמך על מגנטיות ולא על חשמל, לחות והזיעה שלנו אינם פוגעים ביעילותו".

חן וצוותו בנו גנרטור מגנטואלסטי קטן וגמיש (בערך בגודל של רבע בארה"ב) העשוי ממטריצת פולימר סיליקון בזרז פלטינה ומנאומגנטים נאודימיום-ברזל-בורון. לאחר מכן הם הדביקו אותו למרפק הנבדק בעזרת רצועת סיליקון רכה ומתוחה. ההשפעה המגנטית -אלסטית שראו הייתה גדולה פי ארבעה ממערכים בגודל דומה עם סגסוגות מתכת קשיחות. כתוצאה מכך, המכשיר יצר זרמים חשמליים של 4.27 מיליאמפר לסנטימטר מרובע, וזה פי 10,000 טוב יותר מהטכנולוגיה ההשוואה הבאה הטובה ביותר.

בניין אוניברסיטאי
בית הספר להנדסה של UCLA סמואלי (צילום: UCLA)

למעשה, הגנרטור המגנטואלסטי הגמיש כל כך רגיש שהוא יכול להמיר את גלי הדופק האנושיים לאותות חשמליים ולשמש כמוניטור דופק עמיד למים. החשמל שנוצר יכול לשמש גם להפעלה בר קיימא של מכשירים לבישים אחרים, כגון חיישן זיעה או מד חום.

היו מאמצים מתמשכים לייצר גנרטורים לבישים המאספים אנרגיה מתנועות גוף האדם לחיישני כוח והתקנים אחרים, אך חוסר הפרקטיות מעכב התקדמות שכזו. לדוגמה, סגסוגות מתכת קשיחות בעלות השפעה מגנטואלסטית אינן מתכופפות מספיק כדי לדחוס כנגד העור וליצור רמות כוח משמעותיות ליישומים קיימא.

קָשׁוּר חוקרים צוברים אנרגיה מגלי רדיו ועד התקנים לבישים

מכשירים אחרים המסתמכים על חשמל סטטי נוטים לא לייצר מספיק אנרגיה. הביצועים שלהם יכולים לסבול גם בתנאים לחים, או כאשר יש זיעה על העור. חלק ניסו לכסות מכשירים כאלה כדי לשמור על מים בחוץ, אך הדבר מקטין את יעילותם. הגנרטורים המגנטואלסטיים החדשים של צוות UCLA, לעומת זאת, נבדקו היטב גם לאחר שהיו ספוגים בזיעה מלאכותית במשך שבוע.

פטנט על הטכנולוגיה הוגש על ידי קבוצת פיתוח הטכנולוגיה של UCLA.

.



קישור לכתבת המקור – 2021-10-04 15:44:42

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר