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为可穿戴设备收集能量的7种创新方法

来源:未知 日期:2019-01-14 点击:次

为可穿戴设备收集能量的7种创新方法
图片来源:知识共享
 
可穿戴设备有各种形状和形式。从监测心率和步数到测量血压和检测跌倒,这些设备可以执行各种各样的任务。然而,它们都有一个缺点,那就是无法长时间充电。因此,科学家们正在寻找为可穿戴设备供电的新方法。如果他们成功了,今天的传统电池将成为过去。
1、研究人员将人体的葡萄糖作为医用植入物的动力源
华盛顿州立大学(Washington State University)的研究人员开发出一种独特的燃料电池,可以收集葡萄糖,并将其转化为足够的电能,为附着在其上的生物传感器提供能量。
由于生物燃料电池不使用任何有毒成分,而且据称更稳定,因此它是安全的,适用于体内的长期应用。
研究人员相信,这项创新技术可以用于开发心脏监测仪、连续血糖监测设备和其他健康可穿戴设备。这种新型传感器还可以免去检测某些疾病(如糖尿病)时扎手指的麻烦。
2、纱线电池为智能衣服和可穿戴设备供电
香港的研究人员发明了一种纱线形状的可充电锌离子电池,它可以在拉伸、弯曲、切割或用水清洗时产生电能。研究人员相信,这种新型电池可以被编织进充满传感器的智能衣服,并集成到商业制造的纺织品中,为电子产品、可穿戴显示器和医疗植入物提供动力。
这种纱线现在是一组可组合成动力织物的柔性发电和存储设备中的一员,例如太阳能带(可编织成织物)、可编织超级电容器以及利用机械能发电的纱线。

 
为可穿戴设备收集能量的7种创新方法
 
3、研究人员开发出可以为可穿戴设备供电的超薄电子纹身
来自卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)和葡萄牙科因布拉大学(University of Coimbra)的研究人员开发出一种新方法,可以制造出高度灵活、类似纹身的电路,有朝一日可以为可穿戴设备供电。
这一过程使用了一种导电的液态金属合金的痕迹,这种合金被应用到附着在人体皮肤上的纹身纸上。超薄的电子纹身可以与水一起使用,就像孩子的装饰纹身可以与湿海绵一起使用一样。
4、开介孔碳纳米纤维可以为柔性功率传感器提供动力
德国的一个研究小组设计出了下一代金属空气电池,这种电池可以很容易地制造成灵活的腕带状电池。虽然还需要进一步的研究,但目前的研究已经发现,这些设备可以为下一代灵活、可穿戴和生物适应性电源提供巨大的机会。
5、无线植入式装置可以用无线电波供电
麻省理工学院的科学家们与布里格姆女子医院的研究人员合作,开发出了一种新的供电系统,并与植入人体深处的设备进行通信。像这样的系统可以用于药物输送,监测体内状况,或通过用电或光刺激大脑来治疗疾病。
这种由无线电波驱动的植入物可以安全通过人体组织。在实验室动物身上进行的测试中,研究人员发现,这种波可以为组织中10厘米深、1米远的设备供电。
6、新的可穿戴设备从低频振动中获取能量
宾夕法尼亚州立大学材料研究所和犹他大学的一组研究人员开发出一种可穿戴压电能量收集器,这种收集器只需在行走或慢跑时摆动手臂就能产生能量。这个手表大小的小装置,可以产生足够的电力来运行个人健康监测系统。
通过为可充电电池或超级电容器提供持续的电力,这些设备可以降低更换电池的人工成本,当电池出现故障时,还可以防止电池报废。
为可穿戴设备收集能量的7种创新方法
图片来源:宾夕法尼亚州立大学

 
7、电子纸显示器采用能量采集技术
日本全球印刷公司Toppan Printing Co。, Ltd。开发了一种以能量采集技术为动力的电子纸显示器(EPD)。此EPD可用于在符合EnOcean标准的无电池物联网(IoT)设备上生成显示。
EnOcean是一种收集能量的无线技术,通过这种技术,来自外部源(如热、阳光和振动)的微小能量被收集并转化为电能。它主要用于建筑自动化系统,也适用于工业、交通、物流和智能家居等其他应用。

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