Cerotto che genera energia

Un “cerotto” che genera energia anche mentre si dorme

Un nuovo dispositivo indossabile simile ad un cerotto che può essere posizionato sulla punta delle dita per generare elettricità anche quando chi lo indossa sta dormendo
Un “cerotto” che genera energia anche mentre si dorme FASTWEB S.p.A.

C'è un entusiasmante campo di ricerca che sta emergendo su come i dispositivi indossabili del futuro potrebbero essere alimentati dal sudore umano, e all'avanguardia di questi progressi c'è un team di ingegneri dell'Università della California. L'ultima creazione del gruppo sfrutta l'emissione di sudore della punta delle dita per generare elettricità quando l'utente è seduto o addirittura dorme, fornendo una fonte di energia potenzialmente 24 ore su 24.

Tra i tanti sensori e dispositivi indossabili alimentati dal sudore che abbiamo esaminato nel corso degli anni, il team dell'Università della California ha presentato alcuni esempi promettenti. Nel lontano 2014 gli scienziati hanno mostrato un tatuaggio temporaneo che funzionava come una bio-batteria alimentata dal sudore e l'anno scorso hanno dimostrato un sensore di vitamina C indossabile alimentato con mezzi simili. Più di recente, il team ha sviluppato una maglietta intelligente che genera elettricità attraverso il sudore e il movimento.

Il dispositivo indossabile appena rivelato è descritto come il primo del suo genere, in quanto può generare energia anche quando l'utente dorme o è seduto. Ciò potrebbe aprire alcune possibilità molto interessanti nello spazio indossabile, poiché il dispositivo potrebbe potenzialmente fungere da fonte di alimentazione in qualsiasi luogo e in qualsiasi momento.

"A differenza di altri dispositivi indossabili alimentati dal sudore, questo non richiede alcun esercizio, nessun input fisico da parte di chi lo indossa per funzionare", afferma il co-primo autore Lu Yin. "Questo lavoro è un passo avanti per rendere i dispositivi indossabili più pratici, convenienti e accessibili per le persone comuni.”

Nello sviluppo di questo nuovo tipo di indossabile, il team ha dovuto essere creativo nel combinare un mix di componenti in grado sia di assorbire il sudore che di convertirlo in energia. La sottile striscia simile a un cerotto è costituita da elettrodi in schiuma di carbonio che assorbono il sudore e utilizzano enzimi incorporati per innescare reazioni chimiche tra il lattato e le molecole di ossigeno al suo interno, che a loro volta generano elettricità che viene immagazzinata in un piccolo condensatore.

Montato sulla punta delle dita, il dispositivo sfrutta le oltre mille ghiandole sudoripare su ciascun polpastrello che producono da 100 a 1.000 volte più sudore rispetto alla maggior parte delle altre parti del corpo.

Gli autori descrivono quindi i polpastrelli come fabbriche di sudore 24 ore su 24.

"Il motivo per cui ci sentiamo più sudati in altre parti del corpo è perché quei punti non sono ben ventilati", afferma Yin. “Al contrario, i polpastrelli sono sempre esposti all'aria, quindi il sudore evapora quando esce. Quindi, invece di lasciarlo evaporare, usiamo il nostro dispositivo per raccogliere questo sudore e può generare una quantità significativa di energia".

Anche se il dispositivo genera la maggior parte della sua elettricità in questo modo, non è la sua unica peculiarità. Sotto i suoi elettrodi, il dispositivo presenta anche un materiale piezoelettrico che genera elettricità extra in risposta alla pressione.

Ciò significa che anche attività come digitare, mandare SMS o suonare il pianoforte possono portare a guadagni di energia.

In un esperimento, i soggetti hanno indossato il dispositivo su un dito durante 10 ore di sonno, generando quasi 400 millijoule di energia, che secondo gli scienziati è sufficiente per alimentare un orologio elettronico per 24 ore. Un'ora di digitazione "casuale" e clic con il mouse ha permesso al dispositivo di generare quasi 30 millijoule.

"Confrontate questi dati con un dispositivo che raccoglie energia mentre vi allenate", spiega Yin. “Quando correte, investite centinaia di joule di energia solo affinché il dispositivo generi alcuni millijoule di energia. In tal caso, il ritorno sull'investimento energetico è molto basso. Ma con questo dispositivo, il ritorno è molto alto. Quando dormite non lavorate. Anche premendo un solo dito, investite solo circa mezzo millijoule".

In esperimenti separati, il team ha utilizzato il loro nuovo raccoglitore di energia per alimentare sensori e display chimici, incluso il suddetto sensore di vitamina C sviluppato in precedenza. Ora stanno lavorando per migliorare il dispositivo per renderlo più efficiente e durevole, e sperano di combinarlo con altri raccoglitori di energia per creare nuovi tipi di dispositivi indossabili autoalimentati.

"Il nostro obiettivo è renderlo un dispositivo pratico", afferma Yin. "Vogliamo dimostrare che questa non è solo un'altra cosa interessante che può generare una piccola quantità di energia e poi il gioco è fatto: possiamo effettivamente utilizzare l'energia per alimentare elettronica utile come sensori e display".

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Joule.

Fonte: newatlas.com
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