Lấy năng lượng từ cơ thể người cung cấp cho thiết bị điện tử

Một nhóm kỹ sư nano tại Đại học California San Diego phát triển một “lưới điện siêu nhỏ có thể đeo được” thu hoạch và lưu trữ năng lượng từ cơ thể con người để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ.

Thiết bị bao gồm ba phần chính: pin nhiên liệu sinh học chạy bằng mồ hôi, thiết bị hỗ trợ chuyển động được gọi là máy phát điện ma sát và siêu tụ điện lưu trữ năng lượng. Tất cả các bộ phận đều linh hoạt, có thể giặt được và in lụa lên quần áo.

image001.jpg -0
Tế bào nhiên liệu sinh học thu hoạch năng lượng từ mồ hôi.

Lu Yin, đồng tác giả đầu tiên, tiến sĩ kỹ thuật nano tại Trường Kỹ thuật UC San Diego Jacobs, cho biết: “Chúng tôi đang áp dụng khái niệm về lưới điện siêu nhỏ để tạo ra các hệ thống đeo được cung cấp năng lượng bền vững, đáng tin cậy và độc lập.

Giống như lưới điện siêu nhỏ của thành phố tích hợp nhiều nguồn năng lượng tái tạo cục bộ như gió và mặt trời, lưới điện siêu nhỏ có thể đeo được tích hợp các thiết bị thu năng lượng cục bộ từ những các bộ phận khác nhau của cơ thể, như mồ hôi và chuyển động, đồng thời chứa năng lượng dự trữ”.

Tế bào nhiên liệu sinh học thu năng lượng từ mồ hôi được đặt bên trong áo ở ngực. Các thiết bị chuyển đổi năng lượng từ chuyển động thành điện năng - được gọi là máy phát điện ma sát - được đặt bên ngoài áo trên cánh tay và hai bên thân gần thắt lưng. Họ thu năng lượng từ chuyển động đung đưa của cánh tay vào thân mình khi đi bộ hoặc chạy. Siêu tụ điện bên ngoài áo trên ngực tạm thời lưu trữ năng lượng từ cả hai thiết bị và sau đó phóng điện để cung cấp năng lượng cho thiết bị điện tử nhỏ.

Thu hoạch năng lượng từ cả chuyển động và mồ hôi cho phép microgrid có thể đeo được cung cấp năng lượng cho các thiết bị một cách nhanh chóng và liên tục. Máy phát điện ma sát cung cấp năng lượng ngay khi người dùng bắt đầu di chuyển, trước khi đổ mồ hôi. Khi người dùng bắt đầu đổ mồ hôi, mạng tế bào nhiên liệu sinh học bắt đầu cung cấp năng lượng và tiếp tục làm như vậy sau khi người dùng ngừng di chuyển.

Yin giải thích: “Khi bạn cộng hai điều này lại với nhau, chúng sẽ bù đắp cho những thiếu sót của nhau. Chúng bổ sung và hiệp lực để cho phép khởi động nhanh và cung cấp năng lượng liên tục”. Toàn bộ hệ thống khởi động nhanh gấp hai lần so với chỉ sử dụng pin nhiên liệu sinh học và kéo dài gấp ba lần so với chỉ sử dụng máy phát điện ma sát.

Lưới điện siêu nhỏ có thể đeo được thử nghiệm trên một đối tượng trong các phiên kéo dài 30 phút bao gồm 10 phút tập thể dục trên máy đạp xe hoặc chạy, sau đó là 20 phút nghỉ ngơi. Hệ thống có thể cấp nguồn cho đồng hồ đeo tay LCD hoặc màn hình điện sắc nhỏ - một thiết bị thay đổi màu sắc để đáp ứng với điện áp đặt vào - trong mỗi phiên kéo dài 30 phút.

Mạng tế bào nhiên liệu sinh học được trang bị các enzym kích hoạt sự trao đổi điện tử giữa phân tử lactate và oxy trong mồ hôi con người để tạo ra điện. Làm việc với các đồng nghiệp tại Trung tâm cảm biến đeo được của UC San Diego, sau đó họ đã cập nhật công nghệ để có thể co giãn và đủ mạnh để chạy các thiết bị điện tử nhỏ. Máy phát điện ma sát được làm bằng vật liệu tích điện âm, đặt trên cẳng tay và vật liệu tích điện dương, đặt ở hai bên thân.

Khi cánh tay vung vào thân trong khi đi bộ hoặc chạy, các vật liệu tích điện trái dấu cọ xát với nhau và tạo ra điện. Mỗi thiết bị đeo cung cấp một loại năng lượng khác nhau. Mạng tế bào nhiên liệu sinh học cung cấp điện áp thấp liên tục, trong khi máy phát điện ma sát cung cấp xung điện áp cao. Để hệ thống cấp nguồn cho thiết bị, các điện áp khác nhau này cần được kết hợp và điều chỉnh thành một điện áp ổn định. Đó là nơi siêu tụ điện phát huy tác dụng; chúng hoạt động như một bể chứa tạm thời lưu trữ năng lượng từ cả hai nguồn điện và có thể xả năng lượng khi cần thiết.

Yin so sánh việc thiết lập với một hệ thống cấp nước: “Hãy tưởng tượng mạng tế bào nhiên liệu sinh học giống như một vòi chảy chậm và máy phát điện ma sát giống như một vòi phun ra những tia nước. Trong khi siêu tụ điện là bể chứa mà cả hai đều nạp vào và bạn có thể rút từ bể đó theo bất kỳ cách nào bạn cần”. Mọi bộ phận được kết nối với nhau bằng các khớp nối bạc linh hoạt cũng được in trên áo và được cách nhiệt bằng lớp phủ chống thấm nước.

Hiệu suất của từng bộ phận không bị ảnh hưởng bởi việc uốn, gấp và vò nhiều lần hoặc giặt trong nước - miễn là không sử dụng chất tẩy rửa. Yin cho biết, đổi mới chính của công việc này không phải là bản thân thiết bị đeo được, mà là sự tích hợp có hệ thống và hiệu quả của tất cả thiết bị.

“Chúng tôi không chỉ cộng A và B lại với nhau và gọi đó là một hệ thống. Chúng tôi đã chọn các bộ phận có hệ số hình thức tương thích (mọi thứ ở đây đều có thể in được, linh hoạt và co giãn được); hiệu suất phù hợp; và chức năng bổ sung, có nghĩa là tất cả chúng đều hữu ích cho cùng một kịch bản (trong trường hợp này là chuyển động nghiêm ngặt)”.

Hệ thống cụ thể này hữu ích cho điền kinh và những trường hợp khác mà người dùng đang tập thể dục. Nhưng đây chỉ là một ví dụ về cách sử dụng microgrid có thể đeo được. Yin bình luận: “Chúng tôi không giới hạn bản thân trong thiết kế này. Chúng tôi có thể điều chỉnh hệ thống bằng cách chọn các loại máy thu năng lượng khác nhau cho những tình huống khác nhau”. Nhóm nhà nghiên cứu đang nghiên cứu các thiết kế khác có thể thu năng lượng trong khi người dùng đang ngồi trong văn phòng chẳng hạn hoặc di chuyển chậm ra ngoài.

Diên San (Tổng hợp)

Các tin khác

Lỗ hổng trong quản lý dữ liệu quan trắc môi trường

Lỗ hổng trong quản lý dữ liệu quan trắc môi trường

Hệ thống quan trắc môi trường tự động là trụ cột quan trọng của quản trị môi trường, cung cấp dữ liệu phục vụ giám sát và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Tuy nhiên liên tiếp thời gian qua, nhiều vụ việc dữ liệu quan trắc môi trường bị can thiệp, thao túng, không chỉ đặt ra trách nhiệm của các bộ, ngành, cá nhân có liên quan, mà còn đặt ra câu hỏi về doanh nghiệp được hưởng lợi, cơ chế quản lý dữ liệu và khả năng truy đến cùng chuỗi hành vi nếu có sự móc nối giữa các bên.

Đừng để hình ảnh "đại ca" trở thành hình mẫu cho người trẻ

Đừng để hình ảnh "đại ca" trở thành hình mẫu cho người trẻ

Từng hai lần lĩnh án tù, Nguyễn Văn Dũng tiếp tục xuất hiện trong các phim ngắn với vai “đại ca” giang hồ. Trong vụ án liên quan kênh YouTube “Đời TV”, lời khai của những người tham gia cho thấy Dũng được mời đóng phim vì có lượng người theo dõi, có thể giúp kênh tăng lượt xem.

Công an TP Đồng Nai: Bình yên từ thế trận lòng dân

Công an TP Đồng Nai: Bình yên từ thế trận lòng dân

Là một trong những nơi tập trung nhiều khu, cụm công nghiệp ở phía Nam, thu hút hàng triệu người từ khắp nơi đổ về làm công nhân và lao động tự do nên TP Đồng Nai luôn là địa bàn mà các đối tượng tội phạm, đặc biệt là trộm cắp, cướp giật chọn làm nơi gây án. Đối tượng mà chúng nhắm đến thường là công nhân. Không để tình trạng này tiếp diễn, Ban Giám đốc Công an TP Đồng Nai đã chỉ đạo Phòng Cảnh sát hình sự và Công an các xã, phường tăng cường nắm tình hình địa bàn, phối hợp tuần tra khép kín để kịp thời đấu tranh, triệt phá.

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Công ty khởi nghiệp của Đức SWARM Biotactics chế tạo côn trùng lai máy móc phục vụ mục đích quốc phòng - nhưng đây không phải là lần đầu tiên các nhà khoa học gắn camera lên những loài côn trùng. Các nhà nghiên cứu điều khiển côn trùng bằng cách gửi xung điện đến râu của chúng, khuyến khích gián di chuyển. Nếu thành công, các đàn robot này có thể được sử dụng cho nhiều nhiệm vụ như trinh sát hoặc tìm kiếm cứu nạn.

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Thời gian vừa qua, trong khu vực cấm, hạn chế bay ở sân bay Tân Sơn Nhất, TP Hồ Chí Minh liên tục xuất hiện UAV hoạt động. Tình trạng này không những gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn của những chuyến bay ở cả hai chiều cất, hạ cánh; mà còn khiến nhiều chuyến bay phải tạm dừng nhiều giờ liền, nhiều chuyến phải hạ cánh gấp hoặc di chuyển đến sân bay khác để dừng chờ; gây thiệt hại hàng chục, thậm chí hàng trăm tỷ đồng cho nhiều loại chi phí.

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Một khối băng và đá trên dãy Langtang bất ngờ sụp xuống, kéo theo lũ bùn đá tràn qua biên giới Trung Quốc và Nepal, phá hủy cửa khẩu, đường sá, nhà máy điện và nhiều khu dân cư. Nhưng Rasuwa không chỉ là câu chuyện về một thiên tai dữ dội, nó cảnh báo một thực tế rất đáng lo ngại. Himalaya,“mái nhà thế giới” và nguồn nước của phần lớn châu Á, đang biến đổi nhanh trong khi hạ tầng và các hành lang kết nối ngày càng tiến sâu vào những vùng núi dễ tổn thương. Khi băng, đá, nước và địa hình cùng mất ổn định, một biến cố trên sườn núi có thể nhanh chóng trở thành khủng hoảng xuyên biên giới.

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Bắc Ninh đã khởi tố vụ án, khởi tố bị can đối với 5 đối tượng vì có hành vi lừa dối khách hàng. Các đối tượng trên là chủ cơ sở, “bác sĩ”, “khách hàng” của Spa Sigma và Spa “Royal Luxury” ở tỉnh Bắc Ninh với những thủ đoạn lừa dối khách hàng hết sức bài bản, tinh vi.

Thiếu tướng Trịnh Xuân Thu luôn hướng về quê hương bằng những việc làm ý nghĩa để tri ân Mẹ Việt Nam anh hùng và các anh hùng, liệt sĩ.

Công an tỉnh Thanh Hóa phát huy truyền thống anh hùng

Trong cuộc kháng chiến chống Mỹ, cứu nước, Thanh Hóa là một trong những địa bàn trọng điểm bị không quân, hải quân Mỹ đánh phá ác liệt. Hàm Rồng, Nam Ngạn, Phà Ghép, Đò Lèn, Đồi Nhơm... trở thành những “tọa độ lửa” trên tuyến chi viện chiến lược. Mỗi cây cầu, bến phà, cung đường nơi đây đều ghi dấu những trận đánh khốc liệt và sự hy sinh của quân, dân Thanh Hóa để giữ vững mạch giao thông ra tiền tuyến.

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

Bỏ học từ lớp 4, lang thang ở ga Nam Định rồi trượt dài từ trộm cắp, cướp tài sản đến ma túy, Nguyễn Văn Thùy dành hơn 20 năm cuộc đời để... đi tù. Khi trở về, những tưởng đã "rẽ lối" thành công sang lĩnh vực truyền thông với hình ảnh “Tế Điên” trên mạng xã hội, kể chuyện tù tội và khuyên giới trẻ hoàn lương, nhưng, như một diễn viên quen "ăn đèn" sân khấu, “Tế Điên" một lần nữa vướng vòng lao lý cũng chính bởi những phát ngôn thiếu kiểm soát của mình.

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Mỹ đã tham gia công ước cấm vũ khí sinh học, nhưng Cục Tình báo Trung ương Mỹ (CIA) lại bí mật phát triển một loại vũ khí ám sát bí mật: "khẩu súng gây đau tim". Sự thật khí tài này vừa được tạp chí trực tuyến Cơ khí phổ thông (PMC) Mỹ lật lại trong số ra trung tuần tháng 8/2026.

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

Một số công nghệ đột phá vẫn mang lại cảm giác như thể chúng được hiện thực hóa từ truyện hư cấu, ngay cả khi chúng đã xuất hiện được một thời gian. Đó là bởi vì chúng ta học cách áp dụng chúng vào cuộc sống hàng ngày thông qua các ứng dụng và thiết bị mà chúng hỗ trợ, nhưng chúng ta lại không bao giờ dành thời gian để tìm hiểu điều gì làm cho những công nghệ này hoạt động.

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

Bên dưới bề nổi của cuộc thương chiến vi chip bán dẫn đang nổi bật trên các trang báo quốc tế là một cuộc chiến ngầm khốc liệt hơn gấp bội: Cuộc đua áp đặt thể chế, giành quyền định đoạt trật tự số toàn cầu. Xem ra, quyền lực đích thực của kỷ nguyên mới không nằm ở chỗ ai làm ra con chip nhanh nhất, mà thuộc về kẻ quyết định AI được phép vận hành theo những quy tắc nào.

Chiều 6/8, việc công an xuất hiện tại nhà Bùi Xuân Huấn đã thu hút nhiều người quay phim, phát trực tiếp qua mạng xã hội

Một thập niên nổi tiếng nhờ thị phi

Không có chuyên môn, nghề nghiệp nổi bật làm bệ phóng, Bùi Xuân Huấn, tức Huấn “Hoa Hồng” vẫn xây dựng được sức ảnh hưởng lớn trên mạng xã hội bằng những màn khoe tiền, phát ngôn gây sốc và các bài giảng về “đạo lý”. Từ một hiện tượng mạng mang màu sắc “giang hồ”, Huấn từng bước thương mại hóa sự nổi tiếng, tham gia kinh doanh, bán hàng trực tuyến và làm từ thiện. Tuy nhiên, hành trình ấy cũng liên tục đi kèm tranh cãi, những lần bị xử phạt và gần đây nhất là việc cơ quan điều tra có mặt tại nơi ở của người này.

Thư cảm ơn của tỉnh ủy lai châu tới công ty TNHH KF FAN của ông Trần Đình Tiệp sau khi ông gửi 1,1 tỉ đồng ủng hộ đồng bào khó khăn

Khánh Sky và kết cục được báo trước

Từ một vụ tranh cãi về hoạt động từ thiện, câu chuyện nhanh chóng leo thang thành những màn livestream chửi bới, kéo đến tận nơi đối chất, rồi kết thúc bằng việc cơ quan công an vào cuộc. Đằng sau vụ việc Khánh Sky là một hiện tượng đáng báo động hơn: Nhiều gã “giang hồ mạng” hiện nay đang kiếm cơm bằng những drama gây tranh cãi và vướng vào pháp luật như là kết cục đương nhiên.

Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến cùng đồng nghiệp nghiên cứu kịch bản trước khi quay phim

Người kể chuyện pháp luật bằng những thước phim triệu view

Đoạn clip ghi lại hình ảnh một trung tá CSGT phụ vợ bán nước mía sau giờ làm việc bất ngờ thu hút hàng triệu lượt xem, giúp nhiều người biết đến Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến, cán bộ Phòng CSGT Công an TP Hà Nội. Phía sau khoảnh khắc đời thường ấy là một hành trình hơn 20 năm bền bỉ đứng giữa những ngã tư Thủ đô, chứng kiến biết bao mất mát vì tai nạn giao thông, thế nên, cách mà anh Tiến tuyên truyền pháp luật bằng những clip sống động khiến người dân, đặc biệt là các bạn trẻ vô cùng thích thú. Mọi người gọi anh là "Trung tá triệu view".

Những phát minh đi trước thời đại

Những phát minh đi trước thời đại

Giám sát động đất, động cơ hơi nước, phẫu thuật và vật liệu tiên tiến... Một hành trình khám phá những phát minh cổ đại đi trước thời đại.

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Cuộc xung đột tại Ukraine kéo dài đã đẩy các quốc gia thành viên châu Âu của NATO vào một cuộc chạy đua vũ trang quy mô lớn chưa từng có kể từ sau Chiến tranh Lạnh. Trong bối cảnh các tập đoàn công nghiệp quốc phòng nội địa phương Tây bị quá tải và Mỹ có dấu hiệu muốn giảm bớt vai trò đầu tàu dẫn dắt phòng thủ cựu lục địa, một hiện tượng địa chính trị kỳ lạ đã xuất hiện: dòng vũ khí từ cường quốc công nghiệp Đông Bắc Á - Hàn Quốc - đang ồ ạt đổ bộ về phía Tây.