আঙুলের ব্যান্ডেজগুলি এমন এক জিনিসগুলিকে শক্তিশালী করতে পারে যা একদিন ঘুমানোর সময় পরা যায়

একমাত্র 2021 এর প্রথম কোয়ার্টারে, গ্রাহকরা 100 মিলিয়নেরও বেশি স্মার্ট ঘড়ি, ফিটনেস ট্র্যাকার, উন্নত বাস্তবের চশমা এবং অনুরূপ সরঞ্জাম সংগ্রহ করছেন, তাই পরা আইটেমগুলি খুব গরম hot 2020 এর দ্বিতীয় প্রান্তিকে বিভাগের বিক্রয়গুলি দ্বিতীয় ত্রৈমাসিকে 34.4 শতাংশ বৃদ্ধি পেয়ে ব্যক্তিগত ইলেকট্রনিক্সের দ্রুত বর্ধনশীল বিভাগে পরিণত হয়।

এই বৃদ্ধিটি ব্যবহারযোগ্য এবং দক্ষ শক্তি-সঞ্চয়কারী মেশিনগুলির ক্রমবর্ধমান চাহিদা নিয়ে আসে যা এই পরিধানযোগ্য আইটেমগুলিতে শক্তি বজায় রাখতে পারে। এখন, ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, সান দিয়েগো থেকে ইঞ্জিনিয়ারদের একটি দল একটি নতুন বায়োফুয়েল সেল তৈরি করেছে যা আপনার আঙ্গুলের ঘাম থেকে শক্তি ব্যবহার করে। একটি চূড়ান্ত নথি জোল পত্রিকায় প্রকাশিত। কোষটি আঙ্গুলের টিপ টিপে শক্তি সঞ্চয় করতে পাইজোইলেকট্রিক জেনারেটরের সাথেও সংযুক্ত করা যেতে পারে। আবিষ্কার বা লেখার সময় ঘুমানোর সময় আপনাকে একদিন আপনার পোশাকটি শক্তিশালী করতে দেয়।

আজকাল বেশিরভাগ পরিধানযোগ্য ইলেকট্রনিক্স ব্যাটারি এবং সুপার ক্যাপাসিটারগুলির মতো ছোট ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল স্টোরেজ ডিভাইসগুলির সাথে কাজ করে তবে এগুলি দীর্ঘ সময় ধরে বৈদ্যুতিন ব্যবহারের দক্ষতার মধ্যে সীমাবদ্ধ। এই জাতীয় ডিভাইসের জ্বালানি খরচ আরও হ্রাস করার স্মার্ট উপায়গুলি সন্ধান করার সময়, গবেষকরা শক্তি-সংরক্ষণকারী মেশিনগুলিকে একটি আশাব্যঞ্জক সম্ভাব্য সমাধান হিসাবে দেখেন। লেখকদের মতে কিছু বিদ্যমান স্ব-নিহিত সেন্সর সাফল্যের সাথে শক্তি খরচ হ্রাস করে, তবে এই ডিভাইসগুলি দক্ষ ডেটা সংক্রমণের জন্য প্রয়োজনীয় সংকেতগুলিকে প্রশস্ত করে না।

সুতরাং, স্বাবলম্বী স্টোরেজ সিস্টেমের বিকাশে প্রচুর আগ্রহ রয়েছে যা সূর্যালোক, শারীরিক ক্রিয়াকলাপ, বায়োফুয়েলগুলি বা তাপের হারগুলি (যেমন, পুরাতন থার্মোডাইনামিক্স) থেকে শক্তি গ্রহণ করে। প্রতিটি ধরণের এর সীমাবদ্ধতা রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, সূর্য সবসময় জ্বলজ্বল করে না এবং থার্মোইলেক্ট্রিক ডিভাইসগুলির ব্যবহারকারীদের তাদের এবং তাদের চারপাশের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য প্রয়োজন। রাইপারস, শরীরের গতিবিধির উপর নির্ভর করে সাধারণত প্রয়োজনীয় শক্তি উত্পাদন করার জন্য একটি শক্তিশালী অনুশীলনের প্রয়োজন হয়।

এই সমস্ত নতুন শক্তির উত্সগুলির মুখোমুখি মূল চ্যালেঞ্জ হ’ল বিনিয়োগ-নিবিড় শক্তি কর (ইআরআইআই) নামে পরিচিত একটি মেট্রিক; এটি মূলত একটি সিস্টেমে কত শক্তি বিনিয়োগ করা হয় যা অন্যথায় প্রয়োজন হয় না এবং ফলস্বরূপ কত শক্তি সঞ্চয় করা হয় তার মধ্যে অনুপাত। উদাহরণস্বরূপ, একটি শক্তি সঞ্চয়কারী যা চলাচলের উপর নির্ভর করে কোনও ব্যক্তি শক্তিশালী ব্যায়াম সহ একটি ডিভাইসে রাখে এমন 1 শতাংশেরও কম শক্তি ব্যবহার করে। আদর্শভাবে, আপনি মানব শরীর থেকে প্যাসিভ অবিচ্ছিন্ন ইনপুট এর উপর ভিত্তি করে একটি শক্তি-সঞ্চয়কারী সমন্বয় চান।

“সাধারণত, আপনি আপনার শক্তি বিনিয়োগে সর্বাধিক রিটার্ন পেতে চান। আপনি কিছুটা শক্তি ফিরে পেতে কেবল খেলাধুলায় প্রচুর শক্তি ব্যয় করতে চান না।” ইউসিএসডি সহ-লেখক জোসেফ ওয়াং ডআট বছর আগে, তার পরীক্ষাগারটি এমন বায়োফুয়েল কোষ তৈরি করেছিল যা মানুষের ঘামে ল্যাকটেটের উচ্চ ঘনত্ব থেকে শক্তি গ্রহণ করে। “তবে এখানে আমরা এমন একটি ডিভাইস তৈরি করতে চেয়েছিলাম যা প্রতিদিনের ক্রিয়াকলাপগুলির সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়া হয়, যার জন্য প্রায় কোনও শক্তি বিনিয়োগের প্রয়োজন হয় না; আপনি যদি ডিভাইসটি পুরোপুরি ভুলে যান এবং ঘুমাতে যান বা লেখার ডেস্ক হিসাবে কাজ করেন তবে আপনি এখনও শক্তি উত্পাদন করতে পারবেন call এটি। “কিছু না করে শক্তি। ‘ “

আসলে, ওয়াঙ্গা অনুযায়ী ইত্যাদি।, বায়োইনার্জি ফসল কাটানোর জন্য ডিভাইসগুলিতে এখনও সবচেয়ে উপযুক্ত EROI রয়েছে। তারা বিশ্বাস করে যে এটি “ক্ষমতার জন্য কাজ” থেকে “বেঁচে থাকার শক্তি” তে রূপান্তরকে প্রতিনিধিত্ব করে।

তাদের গোপন: প্যাসিভ ঘাম, যা আঙুলের ত্বকে ঘাম হিসাবে পরিচিত। আমাদের হাত এবং আঙ্গুলগুলি আমরা জানি তার থেকে বেশি ঘাম তৈরি করে, কারণ আমাদের আঙ্গুলগুলি ক্রমাগত বাতাসের সংস্পর্শে থাকে এবং যে কোনও ঘামকে বাষ্প হতে দেয়। প্রকৃতপক্ষে, আঙ্গুলের হাতের নীচে সহ সমস্ত মানবদেহে সর্বাধিক ঘাম গ্রন্থি রয়েছে। আঙুলের কাঁটা প্রতি সেন্টিমিটারে ঘামের কয়েকটি মাইক্রোলিটর তৈরি করে।

সহ-লেখক লু ইয়িন বলেছিলেন, “সত্যিই তীব্র কসরত থেকে আপনি যে ঘাম পেয়েছেন তার তুলনায় এক মিনিটের ঘাম হলেও, এই শক্তি এখনও খুব বেশি,” সহ-লেখক লু ইয়িন বলেছেন। নিউ সায়েন্টিস্ট বলেছেন। “আপনার হাত যতই পরিষ্কার হোক না কেন, আপনার আঙুলের ছাপগুলি সর্বত্র দেওয়া খুব সহজ। এটি মূলত আপনার ত্বকের একটি অবশিষ্টাংশ, যার মধ্যে অনেকগুলি বিপাক রয়েছে। আমরা যা করি তা হ’ল এটির সুবিধা নেওয়া। ”

নতুন ইউসিএসডি বায়োফুয়েল সেলটি একটি পাতলা, নমনীয় ফালা যা সহজেই আপনার নখদর্পণে ব্যান্ড-এইডের মতো জড়িয়ে যায়। কার্বন ফেনা দিয়ে তৈরি একটি ইলেক্ট্রোড প্যাড এবং হাইড্রোজেল যা সমস্ত ধরণের ঘাম শুষে নেয়। ইলেক্ট্রোডের এনজাইমগুলি পরে ঘামে ল্যাকটেট এবং অক্সিজেন অণুর মধ্যে রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটায় বিদ্যুত উত্পাদন করতে produce এরপরে গবেষকরা কেবলমাত্র কোনও বস্তুর উপরে আঙুলের টিপগুলি চাপিয়ে আরও শক্তি উত্পাদন করতে পাইজোইলেকট্রিক চিপ যুক্ত করেন। প্রয়োজন অনুসারে এই শক্তিটি একটি ছোট ক্যাপাসিটারে সংরক্ষণ করা হয়।

ইউসিএসডি টিমের সন্ধান পেয়েছিল যে একটি বায়োকেমিক্যাল সেল প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে প্রায় 400 মিলিজুলি শক্তি উত্পাদন করতে পারে (24 ঘন্টা বৈদ্যুতিন ঘড়ি বাড়ানোর পক্ষে যথেষ্ট) কারণ একটি পরীক্ষার বিষয় দশ ঘন্টা ঘুমিয়েছিল। এক ঘন্টা ধরে মাউস সংগ্রহ করা বা আঘাত করা এক আঙুলের কাছ থেকে প্রায় 30 মিলিজুলি উত্পাদন করে। বাকী আঙ্গুলগুলিতে স্ট্রিপগুলি যুক্ত করা দশ থেকে দশগুণ বেশি শক্তি তৈরি করতে পারে যা শক্তি বিনিয়োগে দুর্দান্ত ফিরতি। “আপনি ঘুমানোর সময় কিছুই করেন না” ইয়িন ড। “এমনকি একটি আঙুলের ক্লিক দিয়েও আপনি কেবল অর্ধ মিলজৌলে বিনিয়োগ করেন” “

তাদের ডিভাইসগুলির কার্যকারিতা প্রদর্শনের জন্য, ইউসিএসডি গবেষকরা বায়োফুয়েল কোষগুলিকে একটি রাসায়নিক সংবেদকের সাথে একটি ছোট, নিম্ন-বিদ্যুতের বৈদ্যুতিন রাসায়নিক স্ক্রিনের সাথে সংযুক্ত করেছেন যা সেন্সর দ্বারা সংগৃহীত ডেটা পড়ে। যোগ করার পরে, তারা ভিটামিন সি এর স্তরগুলি পর্যবেক্ষণ করার জন্য সিস্টেমকে একটি বিষয়ের সাথে বেঁধেছিল। লবণ জলের নমুনায় কতগুলি সোডিয়াম আয়ন উপস্থিত ছিল তা ট্র্যাক করতে সোডিয়াম সংবেদককে প্রশস্তকরণের সাথে আরও একটি পরীক্ষা করা জড়িত। গবেষকরা আবিষ্কার করেছেন যে সেন্সর এবং পর্দা উভয়ই দশ সেকেন্ডে দশবার ডিভাইসটি চাপিয়ে বা দু’মিনিটের জন্য আঙুলের টেপটি দিয়ে প্রশস্ত করা যেতে পারে।

পরবর্তী পদক্ষেপটি হ’ল এই নতুন জৈব জ্বালানী কক্ষের দক্ষতা বৃদ্ধি করা এবং নির্দিষ্ট টার্গেট পরিস্থিতিতে এটি অন্যান্য কাঁচা মেশিনের সাথে একত্রিত করা। দীর্ঘতর এবং অবিচ্ছিন্ন ক্রিয়াকলাপের সময় আরও স্থায়িত্ব এবং আর্দ্রতা ধরে রাখার জন্য হাইড্রোজেল উপাদানটি উন্নত করা যায়। “সিস্টেমের সংহতকরণ এবং উপযুক্ত শক্তির উত্স বাজেটের সাথে মিলিত এ জাতীয় অত্যন্ত দক্ষ, ব্যবহারকারী-বান্ধব, জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ শক্তি সঞ্চয়স্থান প্রযুক্তি, স্বাস্থ্য ও সুস্থতা তদারকির জন্য একটি নতুন প্রজন্মকে স্বাবলম্বী, নির্ভরযোগ্য এবং স্বতন্ত্র এপিডার্মাল ইলেকট্রনিক্স সিস্টেম তৈরির প্রতিশ্রুতি দিয়েছে,” লেখকরা উপসংহারে

ডিওআই: জোল, 2021। 10.1016 / j.joule.2021.06.004 (ডিওআই সম্পর্কে)

ইউসিএসডি জ্যাকবস স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের তালিকাভুক্ত ছবি