加州理工學(xué)院的醫(yī)學(xué)工程助理教授 Wei Gao 一直在開發(fā)一系列廉價的可穿戴傳感器以及使用人體為它們供電的方法。為可穿戴傳感器供電一直是最大的挑戰(zhàn)。雖然電池是一種選擇，但它們并不理想，因為它們體積龐大且電量耗盡。

Gao 開發(fā)了一種為無線可穿戴傳感器供電的新方法，該傳感器可以收集人在移動時產(chǎn)生的動能。能量收集能力是通過使用包括聚四氟乙烯、銅和聚酰胺在內(nèi)的材料夾層來實現(xiàn)的。該材料附著在人的皮膚上。當材料片與由銅和聚酰胺制成的滑動層摩擦?xí)r，會產(chǎn)生少量電力。

這種效應(yīng)被稱為摩擦起電，可以通過一個人走過地毯并觸摸金屬旋鈕后受到的靜電沖擊來說明。摩擦發(fā)電機也稱為納米發(fā)電機，固定在佩戴者的軀干上。在人體運動過程中，滑塊靠在定子上滑動，從而產(chǎn)生電流。

Gao 和他的團隊創(chuàng)建的納米發(fā)電機使用商用柔性電路。這種材料價格便宜、耐用且機械強度高。發(fā)電機無法產(chǎn)生大量電力。研究人員說，你需要 100 平方米的表面積才能為 40 瓦的燈泡供電。

然而，可穿戴傳感器的功耗要求較低。電能可以儲存在電容器中，直到有足夠的電量供傳感器讀取并使用藍牙將數(shù)據(jù)無線發(fā)送到手機。用戶移動得越多，傳感器可以收集的數(shù)據(jù)就越多。即使久坐不動的用戶也可以積累足夠的電量來操作。