Tin KHCN nước ngoài
Pin sinh học sản xuất năng lượng từ mồ hôi (26/08/2014)
-   +   A-   A+   In  

Trong tương lai, mồ hôi toát ra do tập luyện sẽ không chỉ tốt cho sức khỏe của bạn, mà còn cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ. Tại Hội nghị và triển lãm quốc gia Hoa Kỳ lần thứ 248, các nhà khoa học đã báo cáo về việc thiết kế một cảm biến dạng hình xăm tạm thời, có thể vừa theo dõi tiến độ luyện tập của một người và vừa sản xuất năng lượng từ mồ hôi của người đó.

Thiết bị này hoạt động bằng cách phát hiện và phản ứng với lactate xuất hiện tự nhiên trong mồ hôi. Lactate là một chỉ số rất quan trọng xác định cách thức bạn luyện tập. Nhìn chung, khi bạn luyện tập tích cực, cơ thể sẽ sản sinh nhiều lactate hơn. Trong hoạt động thể chất mạnh mẽ, cơ thể cần sản sinh nhiều năng lượng hơn, vì vậy, nó kích hoạt quá trình phân hủy đường. Glycolysis sản sinh năng lượng và lactate. Các nhà khoa học cũng có thể phát hiện lactate trong máu.

Các vận động viên điền kinh chuyên nghiệp theo dõi nồng độ lactate của họ trong thử nghiệm thành tích như cách để đánh giá chương trình đào tạo phù hợp. Ngoài ra, các bác sĩ đo lượng lactate trong chế độ tập luyện của các bệnh nhân mắc các bệnh gây ra nồng độ lactate cao bất thường như bệnh tim hoặc phổi. Hiện nay, xét nghiệm lactate bất tiện và xâm lấn vì các mẫu máu phải được lấy từ người vào những thời điểm khác nhau trong chế độ tập luyện của họ và sau đó, phân tích.

Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học California San Diego đã đưa ra một phương pháp nhanh chóng, dễ dàng và thoải mái hơn để đo lactate trong lúc tập luyện. Các nhà khoa học đã in cảm biến lactate dẻo lên giấy hình xăm tạm thời. Cảm biến chứa một enzym, phóng ra các điện tử từ lactate, sinh ra dòng điện yếu. Các nhà nghiên cứu đã dán hình xăm lên cánh tay phía trên của 10 tình nguyện viên khỏe mạnh. Sau đó, họ đo dòng điện sinh ra khi các tình nguyện viên tập luyện với cường độ ngày càng tăng trên một chiếc xe đạp cố định trong vòng 30 phút. Theo cách này, họ có thể theo dõi liên tục nồng độ lactate trong mồ hôi theo thời gian và những thay đổi về cường độ luyện tập.

Sau đó, nhóm nghiên cứu đã tiến thêm một bước xa hơn là dựa vào những phát hiện này để chế tạo pin sinh học họat động bằng mồ hôi. Pin sinh học sản xuất năng lượng bằng cách chuyển dòng điện dưới dạng các điện tử, từ cực dương sang cực âm. Trong trường hợp này, cực dương có chứa enzym loại bỏ các điện tử khỏi lactate và cực âm chứa một phân tử tiếp nhận các điện tử.

Khi 15 tình nguyện viên đeo pin sinh học hình xăm trong lúc tập luyện trên một chiếc xe đạp cố định, họ đã sản sinh nguồn điện năng khác nhau. Điều thú vị là những người ít luyện tập (tập luyện chưa đến 1 lần mỗi tuần) sản sinh nhiều năng lượng hơn những người tập luyện nhiều (luyện tập từ 1-3 lần/tuần). Các tình nguyện viện đam mê luyện tập hơn 3 lần/tuần, sản sinh ít năng lượng nhất. Các nhà nghiên cứu cho rằng nguyên nhân là do những người luyện tập ít sẽ bị mệt sớm, kích thích glycolysis tạo ra nhiều lactate hơn. Năng lượng tối đa được sản sinh từ một người trong nhóm luyện tập ít là 70 microwatt trên mỗi cm2 da.

Jia, một trong các tác giả nghiên cứu cho biết: Hiện nay, dòng điện được sản sinh không cao, nhưng các nhà khoa học đang nghiên cứu tăng công suất để cuối cùng có thể cung cấp điện cho một số thiết bị điện tử  nhỏ.

Pin sinh học có lợi thế hơn so với pin thông thường: Pin sinh học sạc điện nhanh hơn, sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo (trong trường hợp này là mồ hôi) và an toàn hơn vì nó không phát nổ hoặc rò rỉ hóa chất độc hại.

Nguồn: vista

Số lượt đọc: 7585

Về trang trước Về đầu trang