W filmie Matrix roboty wykorzystywały ludzkie ciała do generowania energii. Jak się okazuje, podobna koncepcja może okazać się wkrótce rzeczywistością. Naukowcy z University of Colorado w Boulder opracowali nowe, tanie urządzenie, które przekształca ludzkie ciało w biologiczną baterię. Co ciekawe, można je zainstalować w pierścionku, bransoletce lub jakimkolwiek innym dodatku, który dotyka skóry.
Urządzenie przetwarza naturalne ciepło wytwarzane przez człowieka, wykorzystując generatory termoelektryczne. W ten prosty sposób ciepło zamieniane jest w energię elektryczną. - Chcemy tak rozwinąć naszą technologię, aby zasilała ona urządzenia noszone na ciele bez konieczności ładowania baterii – mówi autor badań prof. Jianliang Xiao z Wydziału Inżynierii Mechanicznej im. Paula M. Rady'ego z University of Colorado w Boulder.
Koncepcja przypomina tę znaną z serii filmów Matrix, w których rasa robotów zniewoliła ludzi, aby zbierać cenną energię wytwarzaną przez ich organizmy. Xiao i jego koledzy nie chcą jednak posuwać się aż tak daleko. Ich urządzenia mogą wygenerować około 1 wolta energii na każdy centymetr kwadratowy powierzchni skóry. To niewiele, ale wciąż wystarczająco dużo, aby zasilić elektronikę taką jak zegarki czy trackery fitness.
Naukowcy już wcześniej eksperymentowali z podobnymi termoelektrycznymi urządzeniami, ale wynalazek Xiao ma przewagę nad poprzednimi rozwiązaniami. Jest rozciągliwy, łatwy w naprawie i nieszkodliwy dla środowiska, co czyni go czystszą alternatywą dla tradycyjnej elektroniki. - Każda bateria w końcu się zużyje i będzie wymagała wymiany - mówi Xiao. - W naszym urządzeniu termoelektrycznym fajne jest to, że zapewnia ono stałe zasilanie - przekonuje badacz.
Prof. Xiao już wcześniej pracował nad stworzeniem elektronicznej skóry, która miała imitować działanie ludzkiego organu. Podobny system musiał być jednak podłączony do zewnętrznego źródła zasilania. Dlatego naukowiec postanowił opracować urządzenie, dzięki któremu nie trzeba byłoby stosować baterii.
Podczas ćwiczeń, na przykład biegania, ciało nagrzewa się a ciepło oddawane jest chłodniejszemu powietrzu wokół. Urządzenie wychwytuje ten strumień energii, nie pozwalając mu się zmarnować. - Generatory termoelektryczne są w bliskim kontakcie z ludzkim ciałem i mogą wykorzystać ciepło, które normalnie emitowane jest do otoczenia – mówi Xiao.
Zdaniem naukowca jego wynalazek może generować więcej mocy, poprzez proste zwiększenie powierzchni urządzenia, które styka się ze skórą. – Możemy połączyć mniejsze jednostki, aby uzyskać większą moc – mówi prof. Xiao. - To tak, jakby złożyć razem kilka małych klocków lego, tak aby powstała większa konstrukcja. Daje to wiele możliwości dostosowania wynalazku do różnych potrzeb – podkreśla.
Xiao i jego koledzy obliczyli, że osoba spacerująca szybkim krokiem może wykorzystać urządzenie wielkości typowej opaski sportowej do wygenerowania około 5 woltów energii elektrycznej. Jest to więcej, niż w bateriach używanych w zegarkach.
Wynalazek opracowany przez naukowców z Kolorado jest również bardzo odporny i ekologiczny. Jeśli opaska na rękę rozerwie się, można ją po prostu na powrót złożyć, a ona uszczelni się w ciągu zaledwie kilku minut. A kiedy podobne urządzenie zużyje się, wystarczy zanurzyć je w specjalnym roztworze, który rozpuści biodegradowalne elementy i pozostawi jedynie elektronikę, którą będzie można potem znów wykorzystać.
- Staramy się, aby nasze urządzenia były tak tanie i niezawodne, jak to tylko możliwe. Jednocześnie chcemy też, aby miały bliski zeru wpływ na środowisko – mówi Xiao. Naukowiec przyznaje jednak, że urządzenie wymaga jeszcze dopracowania. Zdaniem badacza wynalazek będzie mógł być wykorzystany komercyjnie w ciągu maksymalnie dziesięciu lat.
Współautorami pracy są naukowcy z chińskiego Harbin Institute of Technology, Southeast University, Zhejiang University, Tongji University oraz Huazhong University of Science and Technology. Nowy wynalazek opisano w czasopiśmie „Science Advances”.
Źródło: University of Colorado, Boulder, fot. Xiao Lab
