Созданы биобатареи-татуировки для получения энергии из пота

В будущем, потея, мы будем приносить пользу не только себе, но также небольшим электронным устройствам, питающимся жидкостью из нашего организма. Ученые сообщили, что создали датчик в виде временной татуировки, который способен следить за физической активностью своего носителя и вырабатывать энергию из его пота.

Как сообщает PhysOrg, новая разработка является одной из около 12 000 работ, представленных в рамках 248-го Национального собрания и выставки Американского химического общества (ACS). Принцип работы устройства заключается в обнаружении и реагировании на соль молочной кислоты (лактат) в составе пота.

По уровню лактата можно судить об интенсивности тренировок. Чем больше физических нагрузок испытывает организм, тем больше он выделяет этой соли. При физической активности организм нуждается в дополнительной энергии, которая генерируется в процессе гликолиза. В результате расщепления углеводов (преимущественно глюкозы) высвобождается энергия и лактат, который обнаруживается в крови.

Контролировать уровень лактата в крови свойственно профессиональным спортсменам. Однако обычный метод контроля является неудобным, поскольку образцы нужно собирать в разное время в течение всей тренировки, а после анализировать.

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали более эффективный метод измерения уровня лактата при выполнении интенсивных физических упражнений. Они нанесли гибкий датчик соли молочной кислоты на бумагу для временной татуировки. Сенсор содержит фермент, который отбирает электроны у лактата, генерируя слабый электрический ток. Устройство было испытано на 10 здоровых добровольцах.

Затем, опираясь на полученные результаты, ученые решили создать биобатарею, способную заряжаться от пота. Эксперимент с участием 15 добровольцев показал, что менее спортивные люди выделяют больше энергии, чем те, кто посещает спортзал как минимум три раза в неделю. Исследователи объясняют это так: те, кто реже занимается спортом, быстро устают от физической нагрузки и начинают обильнее потеть, запуская процесс гликолиза, сопровождающийся образованием молочной кислоты. Так, с одного квадратного сантиметра кожи неподготовленного к занятию спортом человека ученым удалось собрать 70 микроватт энергии.

Это не так много, но вполне достаточно для поддержания работы электронных часов, потребляющих всего 10 микроватт энергии. Исследователи планируют усовершенствовать технологию, чтобы получать еще больше энергии и найти способ ее сохранения.

Биобатареи обладают рядом преимуществ по сравнению с обычными батареями: они быстрее перезаряжаются, используют возобновляемые источники энергии и являются более безопасными для природы и человека, так как не выделяют токсины и не взрываются. Такие устройства имеют широкий потенциал применения, отмечают ученые.

Ранее ученые предложили заряжать смартфоны росой.