Sáng chế pin năng lượng hiệu năng cao tích hợp trong quần áo
Kim Tiến
29/12/2018
KH&CN nước ngoài
Yếu tố chính làm chậm quá trình phát triển của thiết bị đeo cảm biến sinh học giúp theo dõi sức khỏe là chưa có bộ nguồn gọn nhẹ và có thể sử dụng lâu dài. Vừa qua, nhóm các các nhà khoa học tại Đại học Massachusetts Amherst, đứng đầu là nhà hóa học vật liệu Trisha L. Andrew, đã thành công trong việc tạo ra hệ thống lưu điện, có thể dễ dàng tích hợp vào bất kỳ loại quần áo nào.
"Pin hoặc các thiết bị lưu trữ năng lượng khác vẫn là điểm hạn chế của hầu hết các thiết bị công nghệ di động nhỏ gọn và linh hoạt hiện nay. Chúng thường quá lớn, quá nặng và thiếu linh hoạt." Andrew cho biết.
Phương pháp mới sử dụng siêu tụ điện có kích thước siêu nhỏ, kết hợp các sợi dây dẫn điện phủ màng polymer, sử dụng kỹ thuật may đặc biệt để tạo ra lưới các điện cực thẳng hàng trên mặt sau vải dệt. Thiết bị có khả năng lưu trữ lượng điện tích lớn, giúp nó cung cấp năng lượng cho các thiết bị đeo cảm biến sinh học.
Andrew cho biết thêm, trong khi các nhà nghiên cứu hiện nay đã thu nhỏ đáng kể nhiều thành phần mạch điện tử khác nhau, thì đến nay, vẫn chưa thể thực hiện được trên các thiết bị lưu trữ năng lượng thông thường. "Với nghiên cứu này, chúng tôi cho thấy rằng có thể thêu một mẫu hoa văn lưu trữ điện tích lên bất kỳ loại quần áo nào bằng cách sử dụng các sợi được phủ màng polymer mà phòng thí nghiệm của chúng tôi tạo ra."
Chi tiết về nghiên cứu được đăng trong tạp chí online ACS Applied Materials & Interfaces.
Andrew, TS. Lushuai Zhang và cử nhân kỹ thuật hóa học Wesley Viola đã cho thấy, siêu tụ điện rất lý tưởng cho mạch lưu điện có thể đeo, vì chúng có mật độ năng lượng cao hơn so với pin.
Tuy nhiên, "việc kết hợp các vật liệu hoạt động điện hóa với độ dẫn điện cao vào hàng dệt may là một thách thức". Nhóm nghiên cứu hiện đang làm việc với những nhà khoa học khác tại Trung tâm Theo dõi sức khỏe cá nhân của Viện khoa học ứng dụng UMass Amherst để kết hợp các mạng lưu điện với các cảm biến dệt điện tử và bộ vi xử lý năng lượng thấp để chế tạo ra loại quần áo thông minh có khả năng giám sát dáng đi và các cử động thường ngày của con người.