Il sistema, autonomo e continuo, opera su un polpastrello grazie ad una microgrid indossabile, autoregolata in tensione, che raccoglie e immagazzina  bioenergia dal sudore.

 

Un ‘check-up’ a portata di mano, che funziona 24 ore su 24, anche durante il sonno o i periodi di inattività: gli ingegneri dell’Università della California di San Diego hanno sviluppato una striscia sottile e flessibile che può essere indossata su un polpastrello e generare piccole quantità di elettricità quando il dito di una persona suda o lo preme.

Questo dispositivo indossabile, che si applica sulla mano come un cerotto, utilizza il sudore delle dita per monitorare continuamente valori vitali, come i livelli di glucosio, vitamine e farmaci presenti nell’organismo.

La particolarità di questo dispositivo alimentato dal sudore è che genera energia anche quando chi lo indossa dorme o è seduto: i ricercatori hanno scoperto come sfruttare l’energia che può essere estratta dal sudore delle dita anche quando una persona non è in movimento.

L’importante risultato è stato pubblicato un articolo sulla rivista Nature Electronics. Il team, guidato da Joseph Wang e Aiiso Yufeng, ha ideato il prototipo del cerotto intelligente alimentato con il sudore che permette di analizzare vari parametri di salute. Il dispositivo si avvolge comodamente attorno a un dito e trae energia dal sudore presente sulla punta del dito. Questa zona, spiegano gli esperti, costituisce una delle fonti più prolifiche di sudore, con oltre mille ghiandole sudoripare, da 100 a 1000 volte più produttive rispetto alla maggior parte delle altre zone sul corpo.

“Questo tipo di dispositivo è il primo del suo genere – spiega Lu Yin, dottorando in nanoingegneria presso la UC San Diego Jacobs School of Engineering e co-autore dello studio – “A differenza di altri dispositivi indossabili alimentati dal sudore, non richiede alcun esercizio fisico, né alcun input fisico da parte di chi lo indossa per essere utile. Questo lavoro è un passo avanti per rendere gli indossabili più pratici, convenienti e accessibili”.

Il dispositivo genera energia supplementare anche con la leggera pressione delle dita, per cui anche attività come digitare, mandare messaggi, suonare il pianoforte o battere il codice Morse possono diventare fonti di energia.

“Pensiamo che possa essere utilizzato in qualsiasi attività quotidiana che coinvolga il tatto, cose che una persona farebbe normalmente al lavoro, a casa, mentre guarda la TV o mangia”, ha dichiarato Joseph Wang, professore di nanoingegneria presso la Jacobs School of Engineering della UC San Diego e autore senior dello studio. “L’obiettivo è che questo indossabile funzioni naturalmente per voi, senza che dobbiate nemmeno pensarci”.

“Il motivo per cui ci sentiamo più sudati in altre parti del corpo è che quei punti non sono ben ventilati”, ha detto Yin. “Al contrario, la punta delle dita è sempre esposta all’aria, quindi il sudore evapora quando esce. Quindi, invece di lasciarlo evaporare, usiamo il nostro dispositivo per raccogliere il sudore delle dita, che può generare una quantità significativa di energia”.

Raccogliere il sudore da un’area così piccola e renderlo utile ha richiesto un’ingegneria dei materiali innovativa e la messa a punto, nel dispositivo, di aree super assorbenti ed efficienti nel convertire le sostanze chimiche del sudore umano in energia elettrica. Yin ha lavorato a questo progetto insieme ai dottorandi in nanoingegneria della UC San Diego Jong-Min Moon e Juliane Sempionatto, che sono gli altri coautori dello studio, nell’ambito di un team guidato da Wang, che è anche direttore del Center for Wearable Sensors della UC San Diego. Il sistema utilizza una microgrid indossabile autoregolata in tensione, basata su celle di biocarburante enzimatico e batterie AgCl-Zn per raccogliere e immagazzinare bioenergia dal sudore, rispettivamente.

Il sistema si basa sull’osmosi per fornire continuamente il sudore all’array di sensori per il rilevamento multimetabolita su richiesta ed è combinato con un’elettronica a basso consumo per l’acquisizione del segnale e la trasmissione dei dati wireless; alimentato esclusivamente dalla traspirazione delle dita, è in grado di rilevare glucosio, vitamina C, lattato e levodopa per lunghi periodi di tempo.

 

fonte: UC San Diego, foto Erik Jepsen/UC San Diego