加州理工学院斥地的太阳能供电可穿着式汗液传感器利用包晶太阳能电池供应能量,或许正在室内境况下连续监测强壮□ 情状。这些■传感器可跟踪众种生物符号物,为经济有用地约束各样强 ★壮情状供应 了一○=种无创◁东西。
佩带□正在身 体上的汗 液传感器,可应用太阳光和室内境况光供电 图源:Jihong Min。
汗液和血液一律,都含有珍贵的强壮音信,但收罗汗○ 液的侵=入○◁■ □性要 小得 ◁众。 加州理工○学院医学工程助理教师、守旧医学钻研所钻研员、Ronald 和 JoAnne Willens 奖学金获取者高伟斥地的可穿着汗液传■感器便是基于这一理念。
正在过去五年中,高伟■对 这些★可穿着○○修设举办了改良,以检测各样强壮目标,搜罗盐、糖、尿酸、氨基酸、维生素,以至 ◁■…像C…□- 反响卵白▽◁如此的庞 杂 分子,而C-反响卵 白是 某些 强壮危害的信号。 正在他与奥地利林茨约翰内斯-开○普勒大学马丁…-卡尔特布伦纳团队团 结斥地的最新更始成绩中,高锟为这些传感器装备了柔性太阳能电池,告终了联贯、无电池运转。
为 Wei Ga o 的可穿着汗液 传感器供 电的柔 性过氧化物太阳能电池。 图片起源:Step an Demchyshy○n。
测 验室利用的太阳能 电池由钙钛矿晶体例成,钙钛矿之以是受到太阳能 电 池斥地 职员的闭 心,有几个理由: 起初,它的修设本钱比硅(自 20 世纪= 50 年代此后太阳能电池利用▽的紧要=原料)低,而硅务必源=委众道工序高度提○○纯。 其次,钙钛矿比硅 ○太阳能电池层薄 1000 倍< strong>无线音频接受器,用 Gao 的术语来说便是准 2D。 第三,从室外阳光到各样形 态的室内照○明
硅太阳能电池的 PCE★ 已抵达 26% 至 ○27% 的秤谌,但正在常日利用中,PCE ○正在 18% 至 22% 之间逗留。 比拟之下,高伟的可穿着 汗液传感器上的柔性过氧化物○□太阳能电池(FPSC)正在室内光照○下○的 PC○E 横跨了 31%,创下了汗青新高智能温控器。咱们不思只用激烈的阳光为咱们的可穿着修设供电,高伟阐明说。咱们存眷更众的实际条款, 很 众太△阳能电池正在激烈 的阳◁光△下 成果很高,但正在★ 单薄的室内照明 条款下就不可了。汗液传感器上的 F○PSC 奇特适合室内 照明,由于FPSC 的光谱 反响与常睹的室内照明 发射光谱至极吻 合。
可穿着汗液传感器,显示紧贴皮肤层(左)和柔性太阳□能电池(右)智能温控器。 中心 ★△层搜罗电子元件和生物 ◁符□号◁传感器。 材料起源:Jihong Min?
以前的可 穿★着汗液□传感器 由=锂离子电□池供△电,这些电池体积巨大凯发k8国际智能温控器无线音频接收器,务必利用外部电源充电。 为了寻找一种更简易、更可○■=再生的电力○起源来为 这些高□需 求修设供电,测验室测验利用硅太阳能电池,但他们挖掘这种○▽电池过于坚■硬、成果低下,并且 依赖于激烈 …的光照条款。 他们还测验从人体汗液中的化学物质(一种现成…的生物燃料 )和身体运动中获取能量,但挖掘这些能量太不坚固,或者须要佩 带▽者=付出太众○极力。
通过利用 FPSC,高伟制制出 了可每天佩带 12 小时的汗液传感器,可对 pH 值、盐分、葡萄糖和 温度举□办联…=贯=□监 ○测,并按期(每 5 到 …10 分钟 ) 监测出▽汗率。 整个这 些都无需电池或特意的光源。 别的,因为电源变得更轻、更小巧,可穿着修设尚有空间装置更 ○众的 检★◁○测器,以同 时监测更众的生 物符 号物。
通过蓝牙与可穿着汗液△传感★器配对的手 机行使秩序。 图片起源:Jihong Min!
这★款新型可◁穿着汗■液传感器与 前几代产物一律,采用犹如折纸的拼装方。