Bioingenieure der University of California in Los Angeles haben ein weiches und flexibles bioelektronisches Gerät mit autonomer Stromversorgung entwickelt. Es kann aus Körperbewegungen die zum Arbeiten benötigte Energie erzeugen, nämlich vom Beugen des Ellbogens bis zur Bewegung, die durch den Impuls am Handgelenk erzeugt wird. Projektforscher fanden heraus, dass das, was genannt wird magnetoelastischer Effekt, das eine Ladung erzeugt, wenn kleine Magnete zusammengleiten und sich unter mechanischem Druck auseinander bewegen, existiert in einem weichen und flexiblen System, nicht nur in einem harten.
Das Team entwickelte ein konzeptionelles Gerät mit mikroskopisch kleinen Magneten, die in einer Siliziummatrix so dick wie ein Blatt Papier verteilt sind. Das Magnetfeld ändert seine Stärke, wenn sich die Matrix bewegt, wodurch Elektrizität erzeugt wird. Die Forscher glauben, dass ihr Gerät verwendet werden könnte, um eine Reihe von tragbaren und implantierbaren elektronischen Sensoren mit Strom zu versorgen, um verschiedene Gesundheitszustände zu überwachen.
Einer der einzigartigen Aspekte der Technologie ist, dass sie auf Magnetismus und nicht auf Elektrizität basiert, sodass Feuchtigkeit und Schweiß ihre Wirksamkeit nicht beeinträchtigen. Das Team baute einen flexiblen magnetoelastischen Generator auf einer platinkatalysierten Siliziumpolymermatrix, die mit Neodym, Eisen, Bor und Nanomagneten gefüllt war. Das flexible Gerät wurde mit Silikonband am Ellbogen des Studienteilnehmers befestigt.
Die Forscher fanden heraus, dass der magnetoelastische Effekt viermal größer ist als bei jedem starren System ähnlicher Größe. Das Testsystem war in der Lage, 4,27 Milliampere pro Quadratzentimeter elektrischen Strom zu erzeugen. Das ist zwar nicht viel Strom, aber 10 Mal mehr als bei vergleichbarer Technologie.
Das von den Forschern entwickelte Gerät war so empfindlich, dass es aus den Pulswellen einer Person Energie erzeugen konnte. Dies öffnet die Tür zu wasserdichten Pulsmessern mit eigener Stromversorgung. Für die Technologie wurde ein Patent angemeldet, aber es gibt keinen Hinweis darauf, wann oder ob sie kommerziell verfügbar sein wird.
„Unsere Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für praktische Energie-, Sensor- und Therapietechnologien, die auf den menschlichen Körper abzielen und mit dem Internet der Dinge verbunden werden können“, sagte Studienleiter Jun Chen, außerordentlicher Professor für Bioingenieurwesen an der UCLA Samuel.
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