随着一种以临时纹身形式出现的传感器的开发,汗液权益有了新的含义。加州大学圣地亚哥分校(University of California at San Diego)的贾文钊(Wenzhao Jia)等博士后学生将一种柔性乳酸传感器印在临时纹身纸上,临时纹身纸上含有一种酶,可以去除乳酸中的电子,产生微弱的电流。这种传感器简化了乳酸的测量,乳酸在汗液中自然存在,是一个人在运动过程中如何表现的重要指标。
纹身传感器带领团队探索创造一种以汗水为动力的生物电池。电池的“阳极”含有一种酶,它可以将电子从乳酸盐中移除,而“阴极”则含有一种接受电子的分子。
新方法在248号会议上宣布th8月12日至14日,世界上最大的科学学会——美国化学学会(ACS)在加州旧金山举行了全国会议和博览会。传感器消除了乳酸检测的不便和干扰,而微电池则利用可再生资源(汗液),提供了更快充电的便利。它们肯定比传统电池更安全,传统电池可能会爆炸或泄漏有毒化学物质。
在对传感器的测试中,10名健康的志愿者将纹身贴在他们的上臂上,在固定自行车上以增加阻力的水平锻炼30分钟。在此期间,他们测量了电流,并持续监测汗乳酸水平。在收到积极的结果后,他们采取了下一步,开发生物电池。
一旦生物电池准备好进行测试,15名志愿者就会戴上该设备,在固定自行车上锻炼。那些不太健康的人(每周锻炼少于一次)比那些适度健康的人(每周锻炼一到三次)产生了更多的力量。那些每周锻炼三次以上的人产生的能量最少。该团队认为,这可能是因为不太健康的人更早地感到疲劳,导致糖酵解(能量和乳酸的生产者)更早开始并形成更多的乳酸。在低适合度组,产生的最大能量为70µW / cm2的皮肤。
电极产生的4µW的电流仅为2 × 2毫米,不足以给手表供电(约为10µW)。然而,该团队目前正致力于增强小型电子设备的电流。生物电池代表了表皮电化学生物传感和生物燃料电池的第一个例子,并为未来的应用提供了巨大的潜力。