Ученые: тату-батарейка вырабатывает энергию из пота

Американским инженерам удалось собрать электронную татуировку, которая при нанесении на кожу способна вырабатывать электроэнергию из выделений пота мощностью до 70 микроватт. Об этом было заявлено на конференции Американского химического общества.

При интенсивных физических упражнениях в организме активируется процесс гликолиза, результатом которого является выработка энергии и лактата, или молочной кислоты. Многие спортсмены следят за уровнем лактата у себя в крови, чтобы понять, насколько эффективно проходят их тренировки.

Группа инженеров из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработала метод, который позволит быстро и легко проверять уровень молочной кислоты. Они разработали миниатюрный и плоский электронный сенсор, который можно прикрепить к временной тату-наклейке и разместить на каком-либо участке кожи. Сенсор содержит особый фермент, который реагирует на присутствие лактата в выделяемом кожей поту – ведь пот человека тоже содержит молочную кислоту — и «сдирает» с него электроны и таким образом дает электрический сигнал.

Успешно протестировав сенсор на добровольцах, ученые пошли дальше и решили превратить татуировку-датчик в полноценную биобатарейку, которая смогла бы вырабатывать какое-то количество электроэнергии прямо из выделяемого кожей лактата. Принцип прост – движение электрического тока от анода (фермент, отбирающий электроны у молочной кислоты) к катоду (молекула, принимающая электроны).

Разработав подобный прибор, инженеры проверили его эффективность на 15 добровольцах, сделав им временные электронные татуировки на плечах. Каждый из них в результате интенсивных упражнений в тренажерном зале помог электронной татуировке выработать разное количество энергии.

Ученые отмечают, что больше всего электричества их прибор получил в тех случаях, когда был наклеен на кожу тех, кто был наименее подготовлен к физическим нагрузкам по сравнению с другими испытуемыми – вероятно потому, что они уставали раньше, таким образом раньше запуская процесс гликолиза и быстрее начиная потеть.

«Прямо сейчас мы можем получить максимум в 70 микроватт на 1 квадратный сантиметр, но наши электроды занимают от 2 до 3 миллиметров и обычно производят около 4 микроватт – слишком мало, чтобы питать, допустим, электронные часы, которые требуют 10 микроватт»- Джозеф Ванг, Калифорнийский университет в Сан-Диего

Ученые считают, что технология биобатарей предоставляет крупные преимущества по сравнению с обычными батарейками, а разработанный ими прибор, который является первым в истории кожным электрохимическим биосенсором и биобатарейкой одновременно, имеет большие перспективы.