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

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.

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

Nếu động cơ hơi nước thúc đẩy cách mạng công nghiệp, Internet mở ra kỷ nguyên kết nối toàn cầu thì trí tuệ nhân tạo (AI) đang định hình nền văn minh số của thế kỷ XXI. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, công nghệ này cũng bị các tổ chức tội phạm, mạng lưới lừa đảo và các nhóm cực đoan lợi dụng để gia tăng quy mô, mức độ tinh vi của các cuộc tấn công mạng, gian lận tài chính hay thậm chí là khủng bố.

Cuộc chiến của niềm tin

Cuộc chiến của niềm tin

Có những thứ vũ khí không phát ra tiếng nổ. Nó không để lại hố bom, không làm rung cửa kính, cũng không hiện lên trên bản đồ quân sự. Nhưng, nó âm thầm đi vào điện thoại, bảng tin, nhóm chat, những cuộc tranh luận gia đình và cả lá phiếu của cử tri. Tin giả, trong hình hài mới của thời trí tuệ nhân tạo (AI), đang trở thành một thứ vũ khí như thế.

Phát động cao điểm thi đua 70 ngày đêm lập thành tích xuất sắc chào mừng kỉ niệm 70 năm Ngày truyền thống lực lượng Cảnh sát kinh tế

Những người gác cửa vùng kinh tế Đông bắc

Suốt hơn 45 năm xây dựng và trưởng thành, từ 14 cán bộ, chiến sĩ đầu tiên đến đơn vị Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân thời kỳ đổi mới, Phòng Cảnh sát điều tra tội phạm về tham nhũng, kinh tế, buôn lậu và môi trường Công an tỉnh Quảng Ninh đã lặng lẽ giữ vững trận tuyến bảo vệ nền kinh tế, đấu tranh với tham nhũng, buôn lậu, hàng giả và tội phạm kinh tế, góp phần giữ gìn kỷ cương pháp luật, môi trường đầu tư và sự bình yên của nhân dân đất mỏ.

Kỳ I: Pháo đài “Mắt cáo” và “Tam giác vàng” hợp phì

Kỳ I: Pháo đài “Mắt cáo” và “Tam giác vàng” hợp phì

Trong thế giới lượng tử, luật chơi của các điệp viên truyền thống hoàn toàn bị phá sản. Hãy tưởng tượng một bức thư mật được viết bằng các hạt ánh sáng. Chỉ cần một cái nhìn lén lút của mật thám, bức thư sẽ ngay lập tức tự hủy và phát tín hiệu báo động về trung tâm đầu não. Đó không phải là phép thuật, đó là Phân phối khóa lượng tử (QKD) - thứ đang giúp Bắc Kinh xây dựng một hệ thống thông tin liên lạc quốc phòng mà không một siêu máy tính nào của phương Tây có thể giải mã.

Lần theo những “mắt xích tử thần”

Lần theo những “mắt xích tử thần”

Ma túy đá hay các chất ảo giác, muốn đưa vào cơ thể, người nghiện ngập luôn cần đến những “dụng cụ trung gian” - đó là những chiếc nỏ thủy tinh uốn lượn, những chiếc bình khò tinh vi. Lâu nay, dư luận thường chỉ chú ý đến các đường dây mua bán ma túy mà ít ai biết rằng, phía sau dòng chảy đen tối đó là một thị trường ngầm cung cấp “đồ chơi” cho việc sử dụng ma túy vô cùng béo bở. Những kẻ núp bóng sản xuất, cung cấp các vật dụng này đang trở thành nguồn tiếp tay cho làn sóng tội phạm ma túy biến tướng.

UAV Ukraine đã xuyên thủng phòng không của Moscow như thế nào?

UAV Ukraine đã xuyên thủng phòng không của Moscow như thế nào?

Hàng trăm UAV Ukraine tấn công Moscow đã khiến hệ thống phòng không Nga rơi vào tình thế quá tải. Đằng sau đó là một hệ sinh thái UAV tấn công tầm xa đang được Kiev phát triển, với chi phí thấp hơn tên lửa hành trình nhưng đủ sức buộc Moscow phải phân tán, tiêu hao và liên tục điều chỉnh năng lực phòng thủ.

Công nghệ “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện giấc mơ làm cha

Công nghệ “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện giấc mơ làm cha

Đi khám phát hiện không có tinh trùng (vô tinh) người đàn ông bật khóc ngay khi bước ra cửa phòng khám. Anh nghĩ rằng cuộc đời mình không thể có con được nữa. Thất vọng, hoang mang khiến anh sợ làm lỡ duyên của vợ. Trước đây, y học đã nghiên cứu và tìm ra phương pháp nuôi cấy tinh tử thành tinh trùng, mang lại hy vọng có con cho những người đàn ông vô tinh. Nhưng hiện nay, nhờ sự tiến bộ của y học, công nghệ đã “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện được giấc mơ làm cha bằng mổ vi phẫu tinh hoàn tìm tinh trùng.