Будущее электроники: новые фитнес-трекеры питаются от тепла тела

Постоянный мониторинг основных физических и биохимических показателей позволяет вовремя реагировать на опасные ситуации, предотвращать травмы и осуществлять профилактику заболеваний.

На сегодняшний день фитнес-трекеры знакомы многим людям и имеют большую популярность. Команда ученых из Чжэцзянского университета в Китае вывела данные персональные устройства на новый уровень.

Основной целью их разработки было избавление от батарей, которые нуждаются в постоянной зарядке и могут разрядиться совершенно в неподходящее время. Поэтому группа исследователей с кафедры биомедицинской инженерии Чжэцзянского университета в сотрудничестве с Институтом технологии гибкой электроники THU решила использовать в своей разработке термоэлектрический генератор (ТЭГ), который может собирать постоянно доступную в данном случае тепловую энергию от человека и преобразовывать ее в электричество.

Для полноценного функционирования ТЭГ была разработана конструкция, которая плотно прилегает к коже человека, хорошо гнется и проводит достаточно тепловой энергии. В ее состав вошли:

— мембрана с высокой теплопроводностью;

— решетка из непроводящего наполнителя и проводящих термоэлектрических столбов;

— медная фольга, соединяющая между собой термоэлектрические столбы.

Кроме того, для полноценной работы устройства ученые добавили в его конструкцию внешнюю мембрану, которая, в отличие от внутренней, будет всегда холодной. Это позволит создать в пространстве между мембранами разницу температур, при которой будет выделяться еще больше энергии. Охлаждение внешней мембраны было достигнуто за счет использования воды в испарительном теплоотводе.

Еще одной особенностью устройства стало снижение энергопотребления датчиков, которые фиксируют соответствующие показатели. Для этого учеными были использованы специализированные протоколы связи с ультранизким потреблением энергии.

Новые фитнес-трекеры обладают универсальностью, поэтому могут крепиться на любой части тела человека, например, на руке, ноге и голове.

В планах команды ученых дальнейшее повышение мощности ТЭГ за счет совершенствования маломощной электроники и специализированных протоколов связи, поскольку это позволит бесконечно производить мониторинг жизненно важных показателей.