El advenimiento de sensores portátiles de bajo costo que pueden monitorear la frecuencia cardíaca y la temperatura corporal, así como los niveles de azúcar en sangre y subproductos metabólicos, ha permitido a los investigadores y profesionales de la salud monitorear la salud humana de formas nunca antes posibles. Pero como todos los dispositivos electrónicos, estos sensores portátiles necesitan una fuente de energía. Las baterías son una opción, pero no son necesariamente ideales porque pueden ser voluminosos, pesado, y quedarse sin carga.

Wei Gao de Caltech, profesor asistente de ingeniería médica en el Departamento de Ingeniería Médica Andrew y Peggy Cherng, ha estado desarrollando estos sensores, así como enfoques novedosos para alimentarlos utilizando el propio cuerpo humano. Previamente, Creó un sensor que podría monitorear los indicadores de salud en el sudor humano que funciona con el sudor mismo.

Ahora, Gao ha desarrollado una nueva forma de alimentar sensores portátiles inalámbricos:recolecta la energía cinética que produce una persona a medida que se mueve.

Esta recolección de energía se realiza con un sándwich delgado de materiales (teflón, cobre, y poliimida) que se adhieren a la piel de la persona. A medida que la persona se mueve, estas láminas de material se frotan contra una capa deslizante de cobre y poliimida, y generar pequeñas cantidades de electricidad. El efecto, conocido como triboelectricidad, quizás se ilustra mejor con la descarga eléctrica estática que puede recibir una persona después de caminar sobre un piso alfombrado y luego tocar un pomo de puerta de metal.

"Nuestro generador triboeléctrico, también llamado nanogenerador, tiene un estator, que se fija al torso, y un control deslizante, que se adjunta al interior del brazo. El control deslizante se desliza contra el estator durante el movimiento humano, y, se genera una corriente eléctrica al mismo tiempo, "Dice Gao." El mecanismo es bastante simple. La fricción da como resultado la generación eléctrica. Esto no es algo nuevo, concepto-sabio ".

Qué es nuevo, Gao dice, Así es como el equipo de investigación fabricó el nanogenerador.

"En lugar de utilizar materiales sofisticados, utilizamos placas de circuitos flexibles disponibles comercialmente, ", dice." Este material es barato y muy duradero y mecánicamente robusto durante largos períodos de tiempo ".

El nanogenerador no genera mucha electricidad; Por supuesto, se necesitaría un dispositivo con 100 metros cuadrados de superficie para alimentar una bombilla de 40 vatios. Sin embargo, Los sensores portátiles de Gao requieren poca energía, y el sistema almacena la electricidad generada en un condensador hasta que haya suficiente carga para tomar una lectura del sensor y enviar los datos de forma inalámbrica a un teléfono celular a través de Bluetooth. Cuanto más se mueve una persona, cuanto más a menudo el sensor pueda recopilar datos. Incluso si la persona es bastante sedentaria, sin embargo, el sensor eventualmente acumulará suficiente energía para operar.

En última instancia, a Gao le gustaría ejecutar sus sensores portátiles utilizando energía que se genera a través de múltiples métodos. Por ejemplo, un dispositivo portátil puede usar electricidad generada a partir del sudor, un generador triboeléctrico, y pequeños paneles solares portátiles.

El artículo que describe la investigación, noble, "Sensor de sudor portátil inalámbrico sin batería alimentado por movimiento humano, "aparece en el número 40 de la revista Avances de la ciencia .