加州理工学院 魏高的摩擦发电机由普通的商业材料制成，当佩戴者移动时产生电能
信用:加州理工 廉价的可穿戴传感器可以监测心率和体温，以及血糖和代谢副产品的水平，这使得研究人员和卫生专业人员能够以前所未有的方式监测人类健康
但像所有电子设备一样，这些可穿戴传感器需要电源
电池是一种选择，但不一定是理想的，因为它们可能体积庞大、重量大，而且电量不足
加州理工学院安德鲁和佩吉·陈医学工程系医学工程助理教授魏高一直在开发这些传感器，以及利用人体自身为它们供电的新方法
此前，他发明了一种传感器，可以监测人体汗液中的健康指标，这种传感器由汗液本身提供能量
现在，高发明了一种为无线可穿戴传感器供电的新方法:他收集人在移动时产生的动能
这种能量收集是通过附着在人体皮肤上的一层薄薄的夹层材料(特氟隆、铜和聚酰亚胺)来完成的
当人移动时，这些材料片摩擦由铜和聚酰亚胺制成的滑动层，产生少量的电
这种被称为“摩擦电”的效应，也许可以用一个人走过铺着地毯的地板，然后触摸金属门把手后可能受到的静电电击来最好地说明
“我们的摩擦发电机，也称为纳米发电机，有一个固定在躯干上的定子和一个连接在手臂内侧的滑块
在人体运动过程中，滑块靠着定子滑动，同时产生电流，”高说
“机制相当简单
摩擦导致发电
就概念而言，这不是什么新鲜事
" 高说，新的是研究小组如何制造纳米发电机
“我们使用市场上可买到的柔性电路板，而不是使用花哨的材料，”他说
“这种材料价格低廉，非常耐用，长期机械性能稳定
" 纳米发电机不产生大量电能；事实上，人们需要一个100平方米表面积的设备来驱动一个40瓦的灯泡
然而，高的可穿戴式传感器对电能的要求较低，该系统将产生的电能储存在一个电容器中，直到有足够的电荷从传感器中读取数据，并通过蓝牙将数据无线发送到手机
人移动得越多，传感器收集数据的频率就越高
然而，即使这个人相当久坐不动，传感器最终也会积累足够的能量来工作
高最终想用多种方法产生的能量来运行他的可穿戴传感器
例如，可穿戴设备可能使用汗液产生的电能、摩擦发电机和小型可穿戴太阳能电池板
描述这项研究的论文题为“由人体运动驱动的无线无电池可穿戴汗液传感器”，发表在《科学进展》杂志第40期上
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