加州理工學(xué)院的醫(yī)學(xué)工程助理教授 Wei Gao 一直在開(kāi)發(fā)一系列廉價(jià)的可穿戴傳感器以及使用人體為它們供電的方法。為可穿戴傳感器供電一直是最大的挑戰(zhàn)。雖然電池是一種選擇，但它們并不理想，因?yàn)樗鼈凅w積龐大且電量耗盡。

Gao 開(kāi)發(fā)了一種為無(wú)線可穿戴傳感器供電的新方法，該傳感器可以收集人在移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能。能量收集能力是通過(guò)使用包括聚四氟乙烯、銅和聚酰胺在內(nèi)的材料夾層來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該材料附著在人的皮膚上。當(dāng)材料片與由銅和聚酰胺制成的滑動(dòng)層摩擦?xí)r，會(huì)產(chǎn)生少量電力。

這種效應(yīng)被稱(chēng)為摩擦起電，可以通過(guò)一個(gè)人走過(guò)地毯并觸摸金屬旋鈕后受到的靜電沖擊來(lái)說(shuō)明。摩擦發(fā)電機(jī)也稱(chēng)為納米發(fā)電機(jī)，固定在佩戴者的軀干上。在人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滑塊靠在定子上滑動(dòng)，從而產(chǎn)生電流。

Gao 和他的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的納米發(fā)電機(jī)使用商用柔性電路。這種材料價(jià)格便宜、耐用且機(jī)械強(qiáng)度高。發(fā)電機(jī)無(wú)法產(chǎn)生大量電力。研究人員說(shuō)，你需要 100 平方米的表面積才能為 40 瓦的燈泡供電。

然而，可穿戴傳感器的功耗要求較低。電能可以?xún)?chǔ)存在電容器中，直到有足夠的電量供傳感器讀取并使用藍(lán)牙將數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送到手機(jī)。用戶移動(dòng)得越多，傳感器可以收集的數(shù)據(jù)就越多。即使久坐不動(dòng)的用戶也可以積累足夠的電量來(lái)操作。