Bio-ingenieurs van de Universiteit van Californië in Los Angeles hebben een zacht en flexibel bio-elektronisch apparaat met autonoom vermogen gemaakt. Het kan de energie opwekken die nodig is om te werken uit lichaamsbewegingen, namelijk van het buigen van de elleboog tot de beweging die wordt gecreëerd door de impuls aan de pols. Projectonderzoekers ontdekten dat wat wordt genoemd magneto-elastisch effect, dat een lading creëert wanneer kleine magneten in elkaar schuiven en uit elkaar bewegen onder mechanische druk, bestaat in een zacht en flexibel systeem, niet alleen in een hard systeem.
Het team creëerde een conceptueel apparaat met behulp van microscopisch kleine magneten verspreid in een siliciummatrix zo dik als een vel papier. Het magnetische veld verandert in sterkte terwijl de matrix beweegt, waardoor elektriciteit wordt opgewekt. De onderzoekers denken dat hun apparaat kan worden gebruikt om een reeks draagbare en implanteerbare elektronische sensoren van stroom te voorzien om verschillende gezondheidsproblemen te bewaken.
Een van de unieke aspecten van de technologie is dat deze gebaseerd is op magnetisme in plaats van op elektriciteit, zodat vochtigheid en zweet de effectiviteit niet in gevaar brengen. Het team bouwde een flexibele magneto-elastische generator op een door platina gekatalyseerde siliciumpolymeermatrix gevuld met neodymium, ijzer, boor en nanomagneten. Het flexibele apparaat werd met siliconentape aan de elleboog van de studiedeelnemer bevestigd.
De onderzoekers ontdekten dat het magneto-elastische effect vier keer groter is dan dat van een rigide systeem van vergelijkbare grootte. Het testsysteem was in staat om 4,27 milliampère elektrische stroom per vierkante centimeter te genereren. Hoewel dat niet veel elektriciteit is, is het wel 10 keer meer dan vergelijkbare technologie.
Het apparaat dat door de onderzoekers is gemaakt, was zo gevoelig dat het energie kon genereren uit de pulsgolven van een persoon. Dit opent de deur naar zelfaangedreven waterdichte hartslagmeters. Er is een patent aangevraagd voor de technologie, maar er is geen indicatie wanneer en of deze commercieel beschikbaar zal komen.
"Onze ontdekking opent nieuwe mogelijkheden voor praktische energie-, detectie- en therapeutische technologieën die gericht zijn op het menselijk lichaam en kunnen worden verbonden met het internet der dingen", zegt onderzoeksleider Jun Chen, universitair hoofddocent bio-engineering aan de UCLA Samuel.
Lees ook: