땀으로 구동되는 전자 피부는 인간-기계 인터페이스 역할

연구원들은 실제 피부 위에 직접 적용되는 전자 피부(e-skin)를 개발했습니다. 부드럽고 유연한 고무로 만들어졌으며 건강의 지표인 심박수, 체온, 혈당 수치 및 대사 부산물과 같은 정보와 근육을 제어하는 ​​신경 신호를 모니터링하는 센서를 내장할 수 있습니다. 배터리 없이도 신체의 자체 폐기물 중 하나에 의해 구동되는 바이오 연료 전지로만 작동하기 때문입니다.

인간의 땀에는 특히 운동 중 근육에 의해 정상적인 대사 과정의 부산물로 생성되는 화합물인 화학적 젖산이 매우 많이 포함되어 있습니다. 전자 피부에 내장된 연료 전지는 젖산을 흡수하고 대기의 산소와 결합하여 물과 신진대사의 또 다른 부산물인 피루브산을 생성합니다. 작동하면서 바이오 연료 전지는 센서에 전력을 공급할 만큼 충분한 전기를 생성하고 전화를 카 스테레오에 연결하는 것과 유사한 Bluetooth 장치를 생성하여 전자 피부가 센서의 판독값을 무선으로 전송할 수 있도록 합니다.

근거리 통신은 많은 배터리가 필요 없는 전자 피부 시스템에 대한 일반적인 접근 방식이지만 매우 짧은 거리에서 전력 전송 및 데이터 판독에만 사용할 수 있습니다. 블루투스 통신은 더 높은 전력을 소비하지만 실용적인 의료 및 로봇 애플리케이션을 위한 확장된 연결을 통해 더 매력적인 접근 방식입니다.

땀으로 작동할 수 있는 전원을 고안하는 것은 e-스킨을 만드는 데 있어 유일한 도전이 아니었습니다. 또한 최소한의 열화로 높은 전력 강도로 오랜 시간 지속되어야 했습니다. 바이오 연료 전지는 백금/코발트 촉매가 함침된 탄소 나노튜브와 젖산을 분해하는 효소를 고정하는 합성 메쉬로 만들어집니다. 인간의 땀으로 여러 날 동안 지속적이고 안정적인 전력 출력(제곱센티미터당 수 밀리와트)을 생성할 수 있습니다.

다음 단계는 다양한 용도로 사용할 수 있도록 전자 피부에 내장될 수 있는 다양한 센서를 개발하는 것입니다. 웨어러블 바이오센서일 뿐만 아니라 인간-기계 인터페이스가 될 수 있습니다. 이 플랫폼을 사용하여 수집된 생체 신호 및 분자 정보는 차세대 보철을 설계하고 최적화하는 데 사용할 수 있습니다.