Bionic töjbar nanogenerator. Kredit:TAN Puchuan
Forskare från Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems och University of Chinese Academy of Sciences har utvecklat en bionisk sträckbar nanogenerator (BSNG) som hämtar inspiration från elektriska ålar.
Forskarna hoppas att den nya tekniken kommer att möta de hårda kraven på töjbarhet för bärbar utrustning, deformerbarhet, biokompatibilitet, vattentäthet med mera.
BSNG, som använder teknik som efterliknar strukturen av jonkanaler på cytomembranet hos elektriska ålars elektrocyter, har två breda tillämpningar:Förutom att tillhandahålla en potentiell strömkälla för bärbara elektroniska enheter under vattnet och på land, den kan också användas för mänsklig rörelseövervakning på grund av dess utmärkta flexibilitet och mekaniska lyhördhet.
Studien publicerades online i Naturkommunikation den 19 juni.
BSNG är baserat på en mekaniskt känslig bionisk kanal som förlitar sig på spänningsfelanpassningen mellan polydimetylsiloxan och silikon. Som sin ålmotsvarighet, BSNG kan generera en öppen kretsspänning upp till 10 V under vattnet. Den kan även generera en öppen kretsspänning upp till 170 V under torra förhållanden.
BSNG:s bioniska struktur och material säkerställer överlägsen töjbarhet. Till exempel, BSNG bibehöll stabil uteffekt utan dämpning efter 50, 000 enaxliga dragprov (draghastighet på 50%).
Undervattens trådlöst multi-site mänsklig rörelseövervakningssystem baserat på BSNG. Kredit:TAN Puchuan
För att bevisa användbarheten av tekniken, forskarna byggde ett undervattens trådlöst rörelseövervakningssystem baserat på BSNG.
Genom detta system, rörelsesignalerna under olika simtag kan sändas synkront, visas och spelas in. När det gäller applikationen för energiskördare, forskare uppnådde undervattensräddning baserad på BSNG.
Bärbara integrerade BSNGS kan samla in mekanisk energi från mänsklig rörelse och omvandla den till elektrisk energi för att lagra i kondensatorer. Vid nödsituation, räddningssignallampan kan fjärrtändas genom att trycka på larmavtryckaren framför bröstet.
På grund av dess utmärkta egenskaper, BSNG har ett stort löfte för användning i elektronisk hud, mjuka robotar, bärbara elektroniska produkter och implanterbar medicinsk utrustning.
