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為可穿戴設(shè)備收集能量的7種創(chuàng)新方法
來源：未知 日期：2019-01-14 點(diǎn)擊：次
圖片來源:知識共享
可穿戴設(shè)備有各種形狀和形式。從監(jiān)測心率和步數(shù)到測量血壓和檢測跌倒，這些設(shè)備可以執(zhí)行各種各樣的任務(wù)。然而，它們都有一個缺點(diǎn)，那就是無法長時間充電。因此，科學(xué)家們正在尋找為可穿戴設(shè)備供電的新方法。如果他們成功了，今天的傳統(tǒng)電池將成為過去。
1、研究人員將人體的葡萄糖作為醫(yī)用植入物的動力源
華盛頓州立大學(xué)(Washington State University)的研究人員開發(fā)出一種獨(dú)特的燃料電池，可以收集葡萄糖，并將其轉(zhuǎn)化為足夠的電能，為附著在其上的生物傳感器提供能量。
由于生物燃料電池不使用任何有毒成分，而且據(jù)稱更穩(wěn)定，因此它是安全的，適用于體內(nèi)的長期應(yīng)用。
研究人員相信，這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)可以用于開發(fā)心臟監(jiān)測儀、連續(xù)血糖監(jiān)測設(shè)備和其他健康可穿戴設(shè)備。這種新型傳感器還可以免去檢測某些疾病(如糖尿病)時扎手指的麻煩。
2、紗線電池為智能衣服和可穿戴設(shè)備供電
香港的研究人員發(fā)明了一種紗線形狀的可充電鋅離子電池，它可以在拉伸、彎曲、切割或用水清洗時產(chǎn)生電能。研究人員相信，這種新型電池可以被編織進(jìn)充滿傳感器的智能衣服，并集成到商業(yè)制造的紡織品中，為電子產(chǎn)品、可穿戴顯示器和醫(yī)療植入物提供動力。
這種紗線現(xiàn)在是一組可組合成動力織物的柔性發(fā)電和存儲設(shè)備中的一員，例如太陽能帶(可編織成織物)、可編織超級電容器以及利用機(jī)械能發(fā)電的紗線。
3、研究人員開發(fā)出可以為可穿戴設(shè)備供電的超薄電子紋身
來自卡內(nèi)基梅隆大學(xué)(Carnegie Mellon University)和葡萄牙科因布拉大學(xué)(University of Coimbra)的研究人員開發(fā)出一種新方法，可以制造出高度靈活、類似紋身的電路，有朝一日可以為可穿戴設(shè)備供電。
這一過程使用了一種導(dǎo)電的液態(tài)金屬合金的痕跡，這種合金被應(yīng)用到附著在人體皮膚上的紋身紙上。超薄的電子紋身可以與水一起使用，就像孩子的裝飾紋身可以與濕海綿一起使用一樣。
4、開介孔碳納米纖維可以為柔性功率傳感器提供動力
德國的一個研究小組設(shè)計(jì)出了下一代金屬空氣電池，這種電池可以很容易地制造成靈活的腕帶狀電池。雖然還需要進(jìn)一步的研究，但目前的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這些設(shè)備可以為下一代靈活、可穿戴和生物適應(yīng)性電源提供巨大的機(jī)會。
5、無線植入式裝置可以用無線電波供電
麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們與布里格姆女子醫(yī)院的研究人員合作，開發(fā)出了一種新的供電系統(tǒng)，并與植入人體深處的設(shè)備進(jìn)行通信。像這樣的系統(tǒng)可以用于藥物輸送，監(jiān)測體內(nèi)狀況，或通過用電或光刺激大腦來治療疾病。
這種由無線電波驅(qū)動的植入物可以安全通過人體組織。在實(shí)驗(yàn)室動物身上進(jìn)行的測試中，研究人員發(fā)現(xiàn)，這種波可以為組織中10厘米深、1米遠(yuǎn)的設(shè)備供電。
6、新的可穿戴設(shè)備從低頻振動中獲取能量
賓夕法尼亞州立大學(xué)材料研究所和猶他大學(xué)的一組研究人員開發(fā)出一種可穿戴壓電能量收集器，這種收集器只需在行走或慢跑時擺動手臂就能產(chǎn)生能量。這個手表大小的小裝置，可以產(chǎn)生足夠的電力來運(yùn)行個人健康監(jiān)測系統(tǒng)。
通過為可充電電池或超級電容器提供持續(xù)的電力，這些設(shè)備可以降低更換電池的人工成本，當(dāng)電池出現(xiàn)故障時，還可以防止電池報(bào)廢。
圖片來源:賓夕法尼亞州立大學(xué)
7、電子紙顯示器采用能量采集技術(shù)
日本全球印刷公司Toppan Printing Co.， Ltd.開發(fā)了一種以能量采集技術(shù)為動力的電子紙顯示器(EPD)。此EPD可用于在符合EnOcean標(biāo)準(zhǔn)的無電池物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備上生成顯示。
EnOcean是一種收集能量的無線技術(shù)，通過這種技術(shù)，來自外部源(如熱、陽光和振動)的微小能量被收集并轉(zhuǎn)化為電能。它主要用于建筑自動化系統(tǒng)，也適用于工業(yè)、交通、物流和智能家居等其他應(yīng)用。
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