夏天的熱浪讓你汗流浹背?別擔(dān)心，不是所有的汗水都白費(fèi)了。
7月13日，在《焦耳》發(fā)表的一篇論文中，研究人員宣布開發(fā)出一種新設(shè)備，可以從人體指尖的汗液中獲取能量。該設(shè)備是迄今為止最有效的身體能量收集器之一，在沒有任何機(jī)械能量輸入的情況下，在10小時(shí)的睡眠中，每平方厘米皮膚可以產(chǎn)生300兆焦耳(mJ)能量，而且單次按壓一根手指就可以產(chǎn)生額外的30mJ能量。作者表示，該設(shè)備向可自我持續(xù)的可穿戴電子設(shè)備邁出了重要一步。
“通常情況下，人們希望能源投資獲得最大回報(bào)。你不希望通過鍛煉消耗大量能量而只獲得一點(diǎn)點(diǎn)能量收益。”美國加州大學(xué)圣迭戈分校納米工程教授、論文資深作者Joseph Wang說。之前以汗液為基礎(chǔ)的能源設(shè)備需要人們進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，比如跑步或騎自行車運(yùn)動(dòng)，以使獲得的出汗量足以發(fā)電。但在運(yùn)動(dòng)過程中消耗的能量可以輕易抵消產(chǎn)生的能量，以致能源投資回報(bào)率不到1%。
相比之下，該新設(shè)備屬于作者所稱的能量收獲器“圣杯”。它不需要依賴陽光或運(yùn)動(dòng)等外部不規(guī)則能量來源，只需要手指接觸就能在睡眠時(shí)收集超過300mJ的能量——研究人員稱這足以為一些小型可穿戴電子產(chǎn)品供電。
該設(shè)備是一種被稱為生物燃料電池的能量收獲器，并由乳酸(汗液中的一種可溶化合物)提供動(dòng)力。該設(shè)備由碳納米管材料制成，還包含一種水凝膠，有助于最大限度地吸收汗水。從外觀上看，它就像一塊簡單的泡沫，連接著一個(gè)電極電路，所有電極都連接在指尖上。該設(shè)備的大小約為1平方厘米，十分靈活，可以舒適地長時(shí)間佩戴。
該設(shè)備內(nèi)部會(huì)發(fā)生一系列電化學(xué)反應(yīng)。電池陽極上裝有生物酶，后者能氧化或從乳酸鹽中除去電子;陰極上沉積了少量鉑，以催化還原反應(yīng)，將氧氣轉(zhuǎn)化為水。一旦發(fā)生這種反應(yīng)，就會(huì)產(chǎn)生電流。這個(gè)過程是自發(fā)發(fā)生的：只要有乳酸，就不需要額外的能量啟動(dòng)這個(gè)過程。
另一方面，壓電發(fā)電機(jī)能將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，依靠手指的自然捏動(dòng)或打字等日常動(dòng)作，這些發(fā)電機(jī)就能產(chǎn)生額外的能量：每小時(shí)按一次手指只需要0.5mJ的能量，但產(chǎn)生了超過30mJ的能量。
