你出汗的指尖可以为下一代可穿戴电子产品提供动力

人体可穿戴设备的供电新思路——指尖汗水发电

汗液是一种特别有前途的能量来源，因为它含有一种无氧呼吸的天然副产品，称为乳酸，它可以被一种酶分解产生能量。 世界各地的研究人员目前正在开发可穿戴传感器，用于测量从跑步者的加速度到糖尿病患者的血糖水平等身体数据，同时也可以用于GPRS定位，减低老人或儿童走失和遭遇诱拐的几率； 然而，限制这些传感器广泛应用的一大障碍是其缺乏可持续供电的能力，电池体积大，寿命短，太阳能在夜间不能工作，都影响了传感器在更广范围内的应用和推广。 而最近几年，研究人员将目光投向了人体自身发电的能力。 汗液是一种特别有前途的能量来源，因为它含有一种无氧呼吸的天然副产品，称为乳酸，它可以被一种酶分解产生能量。 然而，现有的乳酸发电设备需要大量的汗水才能工作，而且大多数人不想在他们的电子设备没电的时候去健身房或者其他会使人大量出汗的地方； 从这个角度来讲，汗液发电的能源回报率很低，发电的效率也不够高，难以满足电子设备的要求； 这个时候就有科学家将视线投向了我们的指尖，指尖是人类身体里汗腺密度最高的地方，甚至比腋下的汗腺密度还要高，而且在任何情况下，指尖都会不断出汗，这也是指纹那么容易被留下来的原因之一； 但在我们的生活常识里，指尖似乎很少出现因为流汗而变得潮湿的情况，这是因为，指尖位置的通风环境良好，在该位置上分泌出的汗水，几乎会瞬间被蒸发掉。 指尖渗出的小汗珠可以为可穿戴式传感器提供能量，这些传感器则用于测量葡萄糖、维生素C或其他健康指标，这是一种全新的、薄而灵活的全新装置； 它只有1平方厘米那么大，像创可贴一样环绕着指尖，它通过贴在皮肤上的弹性水凝胶来吸收汗水中的有效成分，凝胶顶部的三个泡沫块则作为电极。 图 | 创可贴式可穿戴汗液传感器（来源：Joule） 其中两种含有促进乳酸中电子释放的酶，另一种含有利用这些电子将氧转化为水的铂，电子转移的过程就带来了电能的产生，这种发电方式的原理就是将人体的汗水当做化学电池来使用； 据统计，这种装置在一次完整的晚间睡眠中，能够产生每平方厘米300毫焦耳的能量，这些能量足以支持一块手表一整天的运转； 图 | 可穿戴电子设备用指尖汗液 “发电”（来源：Joule） 另外，如果一个人戴着这个装置，通过把两个手指捏在一起来施加压力，它可以产生每平方厘米30毫焦耳的能量，这是因为装置中还搭载了能够将机械能转化为电能的微型发电机。   图 |指尖发电示意图（来源：Joule） 研究小组证明，这些微小的能量爆发足以为可穿戴式维生素C传感器及其显示器提供能量。 自发电的可穿戴传感器仍处于其早期开发阶段，距离真正的商业化还有不小的距离，但类似这样的研究有助于完善它们的功能，并使之更加符合人们的要求；