Sente-se ainda mais suado por causa de uma onda de calor no verão? Não se preocupe - nem todo o seu suor vai para o lixo. Em um artigo publicado em 13 de julho na revista Joule , pesquisadores desenvolveram um novo dispositivo que coleta energia do suor - de todos os lugares - nas pontas dos dedos. A data, o dispositivo é o coletor de energia corporal mais eficiente já inventado, produzindo 300 milijoules (mJ) de energia por centímetro quadrado sem qualquer entrada de energia mecânica durante um sono de 10 horas e 30 mJ adicionais de energia com um único toque de um dedo. Os autores dizem que o dispositivo representa um passo significativo para a eletrônica vestível autossustentável.

"Normalmente, você deseja o máximo retorno do investimento em energia. Você não quer gastar muita energia com exercícios para obter apenas um pouco de energia de volta, "diz o autor sênior Joseph Wang, professor de nanoengenharia da Universidade da Califórnia em San Diego. "Mas aqui, queríamos criar um dispositivo adaptado à atividade diária que quase não requer investimento de energia - você pode esquecer completamente o dispositivo e ir dormir ou trabalhar na mesa, como digitar, ainda continuar a gerar energia. Você pode chamá-lo de 'poder de não fazer nada'. "

Dispositivos de energia baseados em suor anteriores exigiam exercícios intensos, como correr ou andar de bicicleta, antes que o usuário suasse o suficiente para ativar a geração de energia. Mas a grande quantidade de energia consumida durante o exercício pode facilmente cancelar a energia produzida, frequentemente resultando em retorno de energia sobre o investimento de menos de 1%.

Em contraste, este dispositivo se enquadra no que os autores chamam de categoria de coletores de energia "santo graal". Em vez de depender de recursos externos, fontes irregulares como luz solar ou movimento, tudo o que precisa é o contato do dedo para coletar mais de 300 mJ de energia durante o sono - o que os autores dizem ser o suficiente para alimentar alguns pequenos aparelhos eletrônicos vestíveis. Uma vez que nenhum movimento é necessário, a proporção entre a energia colhida e a energia investida é essencialmente infinita.

Pode parecer estranho escolher as pontas dos dedos como a fonte deste suor, dizer, as axilas, mas de fato, as pontas dos dedos têm a maior concentração de glândulas sudoríparas em comparação com qualquer outra parte do corpo.

"A geração de mais suor nos dedos provavelmente evoluiu para nos ajudar a segurar melhor as coisas, "diz o primeiro co-autor Lu Yin, um Ph.D. em nanoengenharia estudante trabalhando no laboratório de Wang. "As taxas de suor no dedo podem chegar a alguns microlitros por centímetro quadrado por minuto. Isso é significativo em comparação com outras localizações do corpo, onde as taxas de suor são talvez duas ou três ordens de magnitude menores. "

O dispositivo que os pesquisadores desenvolveram neste estudo é um tipo de coletor de energia chamado de célula de biocombustível (BFC) e é movido a lactato, um composto dissolvido no suor. De fora, parece um simples pedaço de espuma conectado a um circuito com eletrodos, tudo isso preso à ponta de um dedo. A espuma é feita de material de nanotubo de carbono, e o dispositivo também contém um hidrogel que ajuda a maximizar a absorção do suor.

"O tamanho do dispositivo é de cerca de 1 centímetro quadrado. Seu material também é flexível, então você não precisa se preocupar em ficar muito rígido ou parecer estranho. Você pode usá-lo confortavelmente por um longo período de tempo, "diz Yin.

Dentro do dispositivo, uma série de reações eletroquímicas ocorre. As células são equipadas com uma bioenzima no ânodo que oxida, ou remove elétrons de, o lactato; o cátodo é depositado com uma pequena quantidade de platina para catalisar uma reação de redução que leva o elétron para transformar o oxigênio em água. Assim que isso acontecer, elétrons fluem do lactato através do circuito, criando uma corrente de eletricidade. Este processo ocorre espontaneamente:enquanto houver lactato, nenhuma energia adicional é necessária para iniciar o processo.

Separado, mas complementar ao BFC, piezoelectric generators—which convert mechanical energy into electricity—are also attached to the device to harvest up to 20% additional energy. Relying on the natural pinching motion of fingers or everyday motions like typing, these generators helped produce additional energy from barely any work:a single press of a finger once per hour required only 0.5 mJ of energy but produced over 30 mJ of energy, a 6, 000% return in investment.

The researchers were able to use the device to power effective vitamin C- and sodium-sensing systems, and they are optimistic about improving the device to have even greater abilities in the future, which might make it suitable for health and wellness applications such as glucose meters for people with diabetes. "We want to make this device more tightly integrated in wearable forms, like gloves. We're also exploring the possibility of enabling wireless connection to mobile devices for extended continuous sensing, " Yin says.

"There's a lot of exciting potential, " says Wang. "We have ten fingers to play with."