《科学》下一代可穿戴电子设备！指尖上的创可贴，血糖指数不用愁

睡觉时指尖产生的小汗珠可以为测量葡萄糖、维生素 C 或其他健康指标的可穿戴传感器提供动力。这是一项新科技——一种像创可贴一样缠绕在指尖上的薄而灵活的设备——其创造者称这是迄今为止最高效的汗液动力能量收集器。

目前，世界各地的研究人员目前正在开发可穿戴传感器，以测量从跑步者的加速度到糖尿病患者的血糖水平。

然而，这种传感器的一大障碍是如何为其可持续供电的能力。电池体积大而且寿命短，太阳能又在晚上不工作。

最近，研究人员着眼于人体本身来发电。

汗可以是一种特殊的能量来源，因为它含有无氧呼吸的天然副产品——乳酸，它可以被酶分解以产生能量。然而，现有设备需要大量出汗才能工作，但大多数人不希望在电子设备没电时想法设备出汗。

于是加州大学圣地亚哥分校的纳米工程师 Lu Yin和他的团队转而开发指尖冒汗。，他们指出，指尖是我们身体上汗腺最集中的地方——甚至比腋窝还要高——而且无论你是否努力，它们都会不断地出汗。人们通常不会注意到这种汗水，因为它几乎立即蒸发。

先前在 Joule 上报道的新设备只有 1 平方厘米宽，并且足够灵活，可以环绕指尖（
doi.org/10.1016/j.joule.2021.06.004）。它通过紧贴皮肤的柔性水凝胶捕捉汗水。凝胶顶部的三个泡沫块用作电极。两种含有一种从乳酸中获取电子的酶，另一种含有利用这些电子将氧气转化为水的铂。这个过程会在产生电力的设备中产生电子流。

该设备在夜间睡眠期间每平方厘米可产生 300 毫焦耳的能量，足以为手表供电一天。更重要的是，如果佩戴该设备的人通过将两根手指捏在一起施加压力，机械能转化为每平方厘米30 毫焦耳的电能。该团队证明，这些微小的能量爆发足以为可穿戴维生素 C 传感器及其显示器供电。

示意图：基于触摸的乳酸基生物燃料电池和生物能源收集系统操作

加州理工学院的医学助理教授 Wei Gao(高伟) 说。“从功率的角度来看，这使得可穿戴传感器更加实用。”

尽管可穿戴传感器仍处于开发的早期阶段，但像这样的研究使它们成为日常现实。

参考文献：
doi:10.1126/science.abl4312

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