Зарядка носимых устройств от дыхания пользователя

08.12.2020

Международная группа исследователей во главе с учеными из Университета штата Пенсильвания (США) разработала эластичную систему, которая собирает энергию от дыхания и движения человека, чтобы заряжать "умные" носимые устройства - например, фитнес-браслеты.

По словам авторов работы, современные версии батарей и суперконденсаторов, питающих носимые и растягиваемые устройства для контроля и диагностики состояния здоровья, имеют множество недостатков, включая низкую плотность энергии и недостаточную эластичность.

Альтернативой батареям являются микро-суперконденсаторы - устройства накопления энергии, которые могут дополнять или заменять литий-ионные батареи в носимых устройствах. Из преимуществ: микро-суперконденсаторы небольшого размера, обладают высокой удельной мощностью. Из недостатков: они имеют "многослойную" сложенную геометрию, поэтому эти источники энергии плохо растягиваются, из-за чего их сложно соединить с носимой электроникой.

Поэтому ученые решили исследовать альтернативные архитектуры устройств. Они обнаружили, что расположение ячеек микро-суперконденсаторов "змейкой" позволяет конфигурации растягиваться и изгибаться в мостиках - местах, которые соединяют ячейки. При этом главные элементы микро-суперконденсаторов меньше деформируются.

Чтобы создать такую "решетку", исследователи использовали ультратонкие нанолисты цинк-фосфор и трехмерную лазерно-индуцированную графеновую пену - высокопористый самонагревающийся наноматериал. Также команда заметно улучшила электрическую проводимость зарядного устройства. Это доказало, что массивы суперконденсаторов могут эффективно накапливать энергию, необходимую для питания носимого устройства.

Разработчики пошли еще дальше - и дополнили новую систему технологией, которая преобразует механическое движение пользователя в электрическую энергию. Такая комбинация создала систему с автономным питанием.

"Когда у нас есть этот модуль беспроводной зарядки, основанный на трибоэлектрическом наногенераторе, мы можем собирать энергию от движения пользователя - например, сгибания локтя, дыхания или речи", - отмечают авторы.

<< Назад: Проводной видеодомофон Logitech Circle View Doorbell 09.12.2020

>> Вперед: Искусственное солнце 08.12.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Запись магнитных данных с помощью сверхбыстрых лазерных импульсов 15.10.2026

Системы хранения данных постоянно сталкиваются с необходимостью одновременно увеличивать скорость записи, плотность информации и энергоэффективность. Один из возможных путей решения этой задачи связан с использованием света для управления магнитными состояниями материала. Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метод, в котором специально сформированные лазерные импульсы позволяют изменять направление намагниченности, открывая перспективу создания более быстрых и компактных магнитных устройств памяти. Главное отличие нового подхода заключается в том, что исследователи управляют не составом магнитного материала, а характеристиками самого лазерного излучения. Ультрабыстрый лазер концентрирует энергию на микроскопическом участке поверхности. Когда диаметр светового пятна становится меньше 1,36 мкм, специалистам удается переключать направление намагниченности независимо от спиральности света, то есть направления вращения его поляризации. Это позволяет отказаться от ...>>

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Клавиатура Gboard kurukuru version с вращающимися лентами 14.10.2026

Обычная клавиатура предполагает, что движется человек: пальцы перемещаются от одной неподвижной клавиши к другой, а расположение символов остается неизменным. Google Japan решила перевернуть этот привычный принцип и проверить, что произойдет, если заставить двигаться сам интерфейс. Так появился экспериментальный проект Gboard, в котором клавиши постоянно перемещаются и сами оказываются в зоне нажатия. Необычная конструкция получила название Gboard "Курукуру-версия" (Gboard kurukuru version). Проект стал очередным ежегодным экспериментом японского подразделения Google, посвященным альтернативным способам взаимодействия человека с текстом. На этот раз идея не ограничилась компьютерной концепцией: специалисты создали полноценный физический прототип, способный работать в реальных условиях, а материалы для его самостоятельного изготовления сделали доступными для всех желающих. Основу устройства образуют четыре замкнутые подвижные ленты, вращающиеся вокруг конструкции. На каждой из них ...>>

Легкий бег влияет на мозг и самоконтроль 13.10.2026

Физическая активность не обязательно должна быть интенсивной, чтобы на короткое время изменить состояние мозга. Новое исследование японских специалистов показывает, что даже непродолжительный бег с очень небольшой нагрузкой способен повлиять на настроение, внимание и способность контролировать собственные действия. Причем для этого, по данным эксперимента, может быть достаточно всего 10 минут. Работу провели исследователи из Университета Цукубы с участием 24 здоровых молодых людей. Добровольцы выполняли два разных условия: в одном случае они спокойно сидели в течение 10 минут, а в другом такое же время проводили на беговой дорожке. Скорость во время пробежки составляла приблизительно от 3 до 6 км/ч, поэтому нагрузка оставалась сравнительно небольшой. Средняя частота сердечных сокращений участников при этом находилась в пределах 104-107 ударов в минуту. После завершения физической активности добровольцы сообщали о большей бодрости и более приятном эмоциональном состоянии по сравне ...>>

Случайная новость из Архива Нейроимплант - усилитель памяти 16.04.2018 Американские инженеры и нейробиологи доказали, что с помощью нейроимпланта, записывающего, обрабатывающего и воспроизводящего электромагнитную активность мозга, можно на 35% улучшить кратковременную память. Ученые доказывают, что ненадежную углеродную память (то есть обычную человеческую) можно укрепить кремниевой, компьютерной, имплантировав в мозг чип, который помогает вспоминать забытое. Исследование, профинансированное Управлением перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA), доказало возможность реализации технологии, описание которой звучит как научная фантастика. Нейроимплант распознает электромагнитную активность мозга, выделяет паттерны, сопровождающие корректное извлечение из памяти воспоминаний, а затем воспроизводит эти паттерны, стимулирую отдельные группы нейронов слабыми электрическими импульсами. Испытуемых было немного - всего 15 человек, все - с диагностированной эпилепсией и связанной с ней потерей кратковременной памяти; нейроимплант ввели в их мозг во время выполнения другой операции, к которой у всех были показания. Импланты в гиппокампе улучшили кратковременную память участников эксперимента в среднем на 35%.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026