Dispositivo para cargar pequeños aparatos con el sudor

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Las pequeñas células de biocombustible pueden recolectar suficiente energía del sudor en las yemas de los dedos de una persona para alimentar sensores médicos portátiles que rastrean la salud y la nutrición, y debido a que nuestras yemas de los dedos son una de las partes más sudorosas del cuerpo, los sensores podrían estar alimentados todo el día.

Lu Yin de la Universidad de California en San Diego y sus compañeros crearon un dispositivo que descompone un compuesto disuelto en el sudor llamado lactato. Comprende células de biocombustible que encajan en almohadillas delgadas que se adhieren a las yemas de los dedos. Absorben el sudor en una fina capa de espuma, donde una enzima oxida el lactato en el sudor para crear una carga eléctrica.

Cada dedo puede generar de 20 a 40 microvatios de potencia y recolectar 300 milijulios de energía por centímetro cuadrado durante 10 horas de sueño. Esto no es suficiente para ejecutar dispositivos que consumen mucha energía como relojes inteligentes o teléfonos móviles, pero más que suficiente para sensores livianos que detectan una variedad de métricas como la frecuencia cardíaca, las deficiencias de vitaminas y los niveles de glucosa.

El dispositivo es una tira delgada y flexible que se puede envolver alrededor de la yema del dedo como una tirita. Un acolchado de electrodos de espuma de carbono absorbe el sudor y lo convierte en energía eléctrica. Debajo de los electrodos hay un chip hecho de lo que se llama material piezoeléctrico, que genera energía eléctrica adicional cuando se presiona. A medida que el usuario suda o presiona la tira, la energía eléctrica se almacena en un pequeño condensador y se descarga a otros dispositivos cuando es necesario.

Los investigadores han creado dispositivos que funcionan con el sudor antes, pero necesitaban grandes volúmenes de líquido, como cuando un sujeto estaba corriendo. Las yemas de los dedos tienen la mayor concentración de glándulas sudoríparas en el cuerpo y producen una carga continua incluso si el usuario no está haciendo ejercicio.

“La razón por la que nos sentimos más sudorosos en otras partes del cuerpo es porque esos lugares no están bien ventilados”, dijo Yin. “Por el contrario, las yemas de los dedos siempre están expuestas al aire, por lo que el sudor se evapora a medida que sale. Entonces, en lugar de dejar que se evapore, usamos nuestro dispositivo para recolectar este sudor y puede generar una cantidad significativa de energía”.

“Incluso con la mínima cantidad de sudor en comparación con el sudor que obtuvo de un entrenamiento realmente intenso, este poder sigue siendo muy considerable”, dice el lider de la investigación, Lu Yin. “No importa qué tan limpia esté su mano, es muy fácil dejar su huella digital en todas partes. Eso es básicamente el residuo de su sudor, con muchos metabolitos. Lo que hicimos fue aprovechar esto”.

“Nuestro objetivo es hacer de este un dispositivo práctico”, dijo Yin. “Queremos mostrar que esto no es solo otra cosa interesante que puede generar una pequeña cantidad de energía y luego eso es todo: de hecho, podemos usar la energía para alimentar dispositivos electrónicos útiles como sensores y pantallas”.

Actualmente, la enzima clave para la reacción comienza a descomponerse y se vuelve ineficaz después de dos semanas. Yin dice que se necesita más investigación para crear una enzima estable que pueda usarse en sensores permanentes.

Con ese fin, el equipo está realizando más mejoras en el dispositivo para que sea más eficiente y duradero. Los estudios futuros incluirán combinarlo con otros tipos de recolectores de energía para crear una nueva generación de sistemas portátiles autoamplificados.

20 MINUTOS (18/07/2021)

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