Dzięki wynalazkowi zespołu z chińskiego Jilin University, stosowana w produkcji odzieży naturalna skóra może stać się źródłem zasilania dla tzw. noszonej elektroniki. Chodzi o urządzenia noszone blisko ciała, takie jak smartwatche, inteligentne opaski czy różnego typu czujniki.
Zastosowanie w smartwachach, opaskach i czujnikach
„Za pomocą lasera bezpośrednio nanosimy przewodzące wzory na garbowaną roślinnie skórę, tworząc mikrosuperkondensatory, które mogą magazynować energię i pomagać w wygładzaniu sygnałów elektrycznych. Dzięki czemu elektronika noszona może działać bardziej niezawodnie” - mówi kierujący pracami Dong-Dong Han ze wspomnianej uczelni.
„W przeciwieństwie do konwencjonalnych urządzeń, które opierają się na materiałach syntetycznych i złożonych procesach wymagających użycia wielu substancji chemicznych, nasze podejście wykorzystuje naturalny, przyjazny dla skóry materiał oraz jednoetapową metodę wytwarzania” – tłumaczy autor pracy opublikowanej w piśmie „Optics Letters”.
Laser w jednym etapie przekształca powierzchnię skóry w przewodzący elektryczność węgiel. Przewodzące wzory pełnią rolę elektrod, które podczas ładowania umożliwiają gromadzenie się dodatnich i ujemnych jonów na ich powierzchni, a następnie szybkie ich uwalnianie w razie potrzeby. Dzięki dostrajaniu parametrów lasera badacze mogą kontrolować właściwości powstającego węgla bez złożonych etapów wytwarzania.
„Nasza metoda zastępuje plastikowe podłoża materiałem odnawialnym, upraszcza produkcję do jednego etapu wykorzystującego laser, bez użycia chemikaliów i procesów wymagających clean roomu, a także łączy magazynowanie energii z filtrowaniem sygnału w jednym urządzeniu” – podkreśla dr Han. - „Choć niektóre podejścia mogą osiągać lepsze wyniki w określonych parametrach, często wiążą się z większą złożonością lub wyższym kosztem środowiskowym”.
Zasilanie LED i zegarków
Badacze pokazali już, że przewodzące wzory zachowywały stabilne działanie podczas wielu cykli ładowania i rozładowania oraz dobrze pracowały przy standardowej częstotliwości 60 Hz, stosowanej w codziennej elektronice.
Aby zademonstrować praktyczne zastosowania nowej technologii, wykorzystali ją do zasilania świecących diod i zegarka. Pokazali również, że mikrosuperkondensatory można wytwarzać w niestandardowych kształtach bez utraty funkcjonalności.
Obecnie pracują nad udoskonaleniem wynalazku - chcą poprawić jego wydajność, trwałość i właściwości filtrujące, tak aby jeszcze lepiej współpracował z codzienną elektroniką. Doskonalą także proces laserowej obróbki i materiały, aby zapewnić długoterminową stabilność w warunkach takich, jak działanie potu, wilgoci i wielokrotnego zginania. Jednocześnie pracują nad integracją tych urządzeń z systemami noszonej elektroniki, takimi jak plastry do monitorowania zdrowia.
Marek Matacz (PAP)
