Vruće vam je i znojite se? Nema problema, što više znoja, to bolje. Naime, istraživači s Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu razvili novi uređaj koji energiju prikuplja iz znoja, i to na svim mjestima, uključujući vrhove prstiju.

Maksimalan povrat ulaganja u energiju

To je dosad najučinkovitiji sakupljač energije s ljudskog tijela. On može proizvesti 300 milidžula (mJ) energije po kvadratnom centimetru bez ikakvog mehaničkog unosa energije tijekom 10-satnog sna i dodatnih 30 mJ energije jednim pritiskom prsta. A to je, kažu, značajan iskorak prema samoodrživoj nosivoj elektronici.

"Obično želite maksimalan povrat ulaganja u energiju. Ne želite trošiti puno energije vježbanjem da biste vratili samo malo energije. Željeli smo napraviti uređaj prilagođen svakodnevnim aktivnostima koji ne zahtijeva gotovo nikakva ulaganja energije. Možete potpuno zaboraviti na uređaj i ići spavati ili tipkati za računalom, a on će opet stvarati energiju. Možete to nazvati 'snagom nečinjenja'", objašnjava profesor nanoinženjeringa Joseph Wang. 

Dovoljan je dodir prstima

Prethodni energetski uređaji na bazi znoja zahtijevali su intenzivne vježbe, poput trčanja ili vožnje biciklom, kako bi se korisnik oznojio dovoljno da aktivira proizvodnju energije. No velika količina energije koja se troši tijekom vježbanja može lako poništiti proizvedenu energiju, što često rezultira povratom energije manjim od 1%.

Suprotno tome, ovaj je uređaj "sveti gral" sakupljača energije. Umjesto da se oslanja na vanjske, nepravilne izvore poput sunčeve svjetlosti ili pokreta, potreban mu je samo dodir prstima kako bi prikupio više od 300 mJ energije tijekom spavanja, a to je, kažu autori, dovoljno za napajanje neke male nosive elektronike. Budući da nije potrebno kretanje, omjer između ubrane i uložene energije u osnovi je beskonačan.

Možda se čini neobičnim kao izvor znoja odabrati vrhove prstiju, a ne pazuhe, no upravo se na vrhovima prstiju nalazi najveća koncentracija znojnih žlijezda u usporedbi s bilo kojim drugim dijelom tijela.

Uređaj pokretan laktatoma

"Stvaranje više znoja na prstima vjerojatno je evoluiralo kako bi nam pomoglo da bolje shvatimo stvari", objašnjava doktorand Lu Yin. "Stope znojenja na prstu mogu doseći i nekoliko mikrolitara po kvadratnom centimetru u minuti. To je značajno u usporedbi s drugim mjestima na tijelu, gdje su brzine znojenja možda dva ili tri reda veličine manje."

Ovaj uređaj pokreće laktat, otopljeni spoj u znoju. Izvana izgleda kao jednostavan komad pjene povezan s krugom s elektrodama, a sve je to pričvršćeno na jastučić prsta. Pjena je izrađena od ugljikovih nanocijevi, a uređaj sadrži i hidrogel koji pomaže maksimalnom upijanju znoja.

Uređaj je velik kvadratni centimetar. Fleksibilan je pa ne treba brinuti je li previše krut i kako će stajati na prstu. Može se ugodno nositi dulje vrijeme, tvrde istraživači.

Elektrokemijske reakcije

Unutar uređaja događa se niz elektrokemijskih reakcija. Stanice su na anodi opremljene bioenzimom koji oksidira ili uklanja elektrone iz laktata; katoda se taloži s malom količinom platine da katalizira redukcijsku reakciju koja treba da elektron pretvori kisik u vodu.

Jednom kad se to dogodi, elektroni teku iz laktata kroz krug, stvarajući struju električne energije. Ovaj se proces događa spontano: sve dok postoji laktat, nije potrebna dodatna energija za pokretanje postupka.

Na uređaj su pričvršćeni i piezoelektrični generatori koji mehaničku energiju pretvaraju u električnu i tako se prikupi dodatnih 20% energije.

Oslanjajući se na prirodno štipanje prstiju ili svakodnevne pokrete poput tipkanja, ovi su generatori pomogli u proizvodnji dodatne energije od doslovce svakog posla: pritiskom prsta potroši se samo 0,5 mJ energije, ali se istovremeno proizvede više od 30 mJ energije. A to povrat ulaganja od 6000 %!

Mogućnosti bežične veze

Istraživači su uređaj koristili za napajanje učinkovitih sustava za otkrivanje vitamina C i natrija. Nadaju se da njegove performanse uskoro toliko poboljšati da će ga dijabetičari moći koristiti u mjeračima glukoze.

Uređaj namjeravaju integrirati u druge predmete, poput rukavica, a istražujemo mogućnost bežične veze s mobilnim uređajima.

"Puno je uzbudljivih mogućnosti", kaže Wang. "Imamo deset prstiju za igranje."