圍繞着未來的可穿戴設備如何通過人體汗液供電，出現了一個令人興奮的研究領域，而處於這些進展先鋒的是加州大學聖迭戈分校的一個工程師團隊。該小組的最新創造利用了指尖令人驚訝的大量汗液輸出，在用戶久坐或甚至睡眠時發電，提供了一個潛在的全天候電源。
在我們多年來關注的許多由汗水驅動的可穿戴傳感器和設備中，加州大學聖迭戈分校的團隊已經提出了不少有希望的例子。早在2014年，科學家們就展示了一個臨時“紋身”，作為汗水供電的生物電池，去年他們展示了一個由類似手段供電的可穿戴維生素C傳感器。最近，該團隊開發了一種智能襯衫，通過汗水和運動產生電力。
新披露的可穿戴設備被描述為同類產品中的第一個，因為它甚至可以在用戶睡覺或坐着不動的時候產生能量。這可能為可穿戴設備領域帶來一些非常有趣的可能性，因為該設備有可能在任何地方、任何時間充當一個電源。
研究共同第一作者Lu Yin說：“與其他汗水驅動的可穿戴設備不同，這個設備不需要運動，不需要穿戴者的物理輸入，就能發揮作用。這項工作是朝着使可穿戴設備對普通人來說更實用、更方便和更容易獲得的方向邁出的一步。”
在開發這種新型可穿戴設備時，該團隊不得不創造性地將既能吸收汗水又能將其轉化為能量的部件組合在一起。薄薄的創可貼一樣的條狀物由碳泡沫電極組成，它吸收汗液並利用嵌入的酶來觸發其中的乳酸和氧分子之間的化學反應，這反過來又產生了電能，並儲存在一個小電容器中。
該設備安裝在指尖上，利用了每個指尖上的一千多個汗腺，這些汗腺產生的汗水是身體其他大部分部位的100到1000倍。因此，作者將指尖描述為24小時的“汗水工廠”。
“我們在身體其他部位感覺出汗較多的原因是那些地方通風不好，”研究人員說。“相比之下，指尖總是暴露在空氣中，因此汗水在流出時就會蒸發。因此，我們不是讓它蒸發，而是用我們的設備來收集這些汗水，它可以產生大量的能量。”
雖然該設備以這種方式產生了大部分電能，但它並不只有一種用途。在其電極下面，該設備還採用了壓電材料，可在壓力下產生額外的電力。這意味着像打字、發短信或彈鋼琴這樣的活動也能導致能量的增加。
在一項實驗中，受試者在10個小時的睡眠期間將該設備戴在一個指尖上，產生了近400毫焦耳的能量，科學家說這足以為一塊電子錶提供24小時的能量。一個小時的 “隨意 “打字和點擊鼠標使該設備產生了近30毫焦耳。
“將這與一個在你運動時收集能量的設備相比較，”Yin解釋說。”當你在跑步時，你投入了數百焦耳的能量，但設備卻產生了毫焦耳的能量。在這種情況下，你的能源投資回報率非常低。但有了這個設備，你的回報就非常高。當你在睡覺時，你沒有投入任何工作。即使只按一下手指，你也只投資了大約半毫焦耳。”
在單獨的實驗中，該團隊使用他們的新型能量收集器為化學傳感器和顯示器供電，包括前面提到的之前開發的維生素C傳感器。他們現在正在努力改進該設備，使其既高效又耐用，並希望將其與其他能量收集器結合起來，形成新型的自供電可穿戴設備。