سائنسدانوں نے انسانی جسم یا جیسے میکانی توانائی، تھرمل توانائی، کیمیائی توانائی برقی توانائی میں، اس طرح کے wearable یا implantable آلہ کے لئے بجلی کی فراہمی کی کارکردگی کا مظاہرہ میں مختلف طریقوں کے piezoelectric اثر، تھرمل توانائی کے تبادلوں، electrostatic کی اثرات اور کیمیائی رد عمل کی طرف سے تعلیم حاصل کی جا رہی ہیں. "میں میں میں زندہ جسم گانا "، شاعر والٹ Whitman بڑے پیار سے 'کارروائی اور طاقت' کی 'خوبصورت، عجیب، سانس لینے میں، ہنس پٹھوں' کے بارے میں (میں جسم الیکٹرک گاتے).
150 سال بعد، MIT مواد سائنسدان اور انجینئر جیکس کنعان-ڈگ (Canan کی Dagdeviren) اور اس کے ساتھیوں Whitman کی کی شاعرانہ مطالعہ کرنے کے لئے ایک نیا مطلب دیا جاتا ہے. وہ ایک پر کام کرنے والے لوگوں پر بھروسہ کر سکتے ہیں بجلی پیدا کرنے سے دل کے آلہ دھڑک.
آج کی الیکٹرانک مصنوعات کی صلاحیتیں اتنی طاقتور ہیں کہ اسمارٹ فونز کی کمپیوٹنگ کی طاقت 1969 میں پہلی خلائی مسافر چاند کو بھیج دیا گیا جب NASA کے منڈوا سامان کا پروسیسنگ صلاحیتوں سے کہیں زیادہ ہے. ٹیکنالوجی کی تیز رفتار ترقی کو لوگوں کو زیادہ سے زیادہ پہننے والے آلات یا قابل اطمینان آلات کی توقع ہوتی ہے.
سب سے زیادہ اہم واپسی wearable آلہ اور ایک پرتیاروپت آلہ کی زندگی اب بھی بیٹری کا مسئلہ ہے کہ اس کی محدود بیٹری کی صلاحیت آلہ کی طویل مدت کے استعمال کو محدود کریں گے ہو سکتا ہے. پیسمیکر طاقت ختم کرتے ہیں، آپ کو یہ مریض کے لئے ہے ایسا کرنے کی ضرورت ہے بیٹری تبدیل سرجری کرنے کے لئے. اس مسئلہ کا حل ہے کہ بنیادی طور پر انسانی جسم ہو سکتا ہے، کیونکہ انسانی جسم کیمیائی توانائی، تھرمل توانائی اور میکانی توانائی مشتمل پرچر. اس آلہ سائنسدانوں کو کس طرح بار بار مطالعہ کر رہے تھے انسانی جسم سے توانائی حاصل کرنے کے لئے کی اجازت دیتا ہے کر رہے ہیں.
مثال کے طور پر، سانس لینے کے دوران ایک شخص کی حرکت میں توانائی کی 0.83 واٹ پیدا ہوسکتی ہے؛ پرسکون حالت میں جسم کی گرمی تقریبا 4.8 واٹ ہے؛ ایک شخص کے بازو توانائی کے 60 واٹ تک استعمال کرسکتا ہے. توانائی کی پانچ ملین وٹ سات سال تک ختم ہوسکتی ہے. سننے والی امداد صرف 5 ہزار واٹ کے ساتھ چل سکتی ہے، اور توانائی کی واٹ کو ایک سمارٹ فون پانچ گھنٹے کام کرنے کی اجازت دیتا ہے.
اب داغولن اور ساتھیوں کو یہ مطالعہ کر رہے ہیں کہ جسم کے ذریعہ توانائی کے ذریعہ خود کو کس طرح استعمال کیا جاسکتا ہے. محققین اس جانوروں اور انسانوں پر اس پہناوالی کے آلہ یا قابل اطمینان آلہ کی جانچ شروع کررہے ہیں.
ایک حکمت عملی کے کمپن، برقی توانائی میں میکانی کشیدگی اور دیگر کشیدگی توانائی سے توانائی جمع کرنے کی ضرورت ہوتی ہے. یہ طریقہ ایک نام نہاد کے piezoelectric، عام طور پر ایک مائکروفون اور ایک سپیکر کے پیدا کر سکتے ہیں.
ایک عام کے piezoelectric مواد لیڈ zirconate titanate ہے، لیکن اس کے اعلی قیادت مواد کی وجہ سے کی وجہ سے انسانی جسم میں برتری کی وینکتتا کی وجہ سے، خدشہ بہت بڑی ہے. ڈگ جیکس نے کہا 'لیکن ساخت کی سڑن سے قیادت کرنے کے لئے آپ چاہتے ہیں تو ، یہ 700 سے زیادہ ڈگری سینٹی گریڈ تک گرم کیا جائے کی ضرورت ہے. 'ڈگ Velen نے کہا کہ آپ کو انسانی جسم میں اس طرح کے درجہ حرارت تک پہنچ کبھی نہیں.'
کے piezoelectric اثر کو استعمال کرنے کے لئے، ڈگ جیکس اور ان کے ساتھیوں اعضاء اور پٹھوں فلیٹ اسباب منسلک کیا جا سکتا ہے، اس طرح دل، پھیپھڑوں اور ڈایافرام، وغیرہ ان آلات کی وجہ سے ان یانترک خصوصیات، "پوشیدہ مشین 'ہیں اور وہ ہیں تیار یہ ماحول کے لئے اسی طرح کی ہے، تو اس تحریک میں ان کے ؤتکوں کی معمول کے آپریشن کے ساتھ مداخلت نہیں کرتا.
اب تک، ان آلات کو ڈیری گائے، بھیڑوں اور سوروں پر تجربہ کیا گیا ہے کیونکہ ان جانوروں کا دل کا سائز انسانی دل کے سائز کے تقریبا تقریبا ہی ہے. 'جب یہ آلات میکانی طور پر خراب ہوگئے ہیں، تو وہ مثبت اور منفی چارجز، وولٹیجز اور موجودہ، جو بیٹری چارج کرنے کے لئے توانائی کو جمع کرنے کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے، "ڈوگورین بیان کرتا ہے،" آپ انہیں ہر چھ یا سات سال کی بیٹری کو ختم کرنے کی بجائے بائیومیڈیکل آلات جیسے پیناکاکر چلانے کے لئے استعمال کرسکتے ہیں. سرجیکل متبادل کے بعد.
سائنسدانوں نے یہ بھی کے wearable کے piezoelectric توانائی فسل کاٹنے کی مشین تیار کر رہے ہیں، توانائی کے جمعاکار گھٹنے یا کہنی پر پہنا جا سکتا ہے، یا ایک جوتا، پتلون یا انڈرویئر میں رکھا. اس واک یا زیادہ جھکنا کرنے کے لئے ایک شخص کے لئے فعال ہے بجلی پیدا کرنے کے لئے الیکٹرانک مصنوعات.
کے piezoelectric عنصر کے ڈیزائن میں، مادی بہترین اثر کے اقتدار کی ضرورت نہیں ہے، یہ انسداد بدیہی لگتا ہے. مثال کے طور پر مواد کے سائنسدانوں 2٪ یا تبادلوں کی کارکردگی کے کم ملازم کی جا سکتی ہے، اس کے بجائے میکانی توانائی کی 5٪ تبادلوں کا انتخاب کیا جا سکتا بجلی مواد. یہ بہت زیادہ تبدیل تو 'یہ جسم کے لئے زیادہ بوجھ کا اطلاق کی طرف سے حاصل کیا جا سکتا ہے، لیکن اگر آپ کو یقینی طور پر بہت تھکا ہوا محسوس نہیں کرنا چاہتے،' ڈگ Velen کہا.
ایک اور نقطہ نظر سے بجلی 'نمبر اوقات کے آپ کے دل میں ہر سال 40 ملین سے زیادہ مرتبہ، پیٹتا' ڈگ جیکس ان کی ساری توانائی اور dissipate کرنے کے لئے جسم کی گرمی میں تبدیل کیا جائے گا کہ اس کی نشاندہی میں جسم کی گرمی میں تبدیل کرنے کے لئے توانائی کی کٹائی thermoelectric تبادلوں مواد کا استعمال کرنا ہے. - اور یہ خاص طور پر ممکنہ وسائل ہے جو قبضہ کر لیا جا سکتا ہے.
انسانی تھرمل بجلی کی پیداوار یقینا کچھ بڑے مسائل کا سامنا ہے. یہ توانائی تبادلوں طریقہ اکثر درجہ حرارت کا فرق پر منحصر ہے، لیکن جسم کے درجہ حرارت اکثر ایک منصفانہ مسلسل حالت کو برقرار رکھنے، انسانی جسم کے اندر کے درمیان درجہ حرارت کا فرق نہیں طاقت کی ایک بہت پیدا کرنے کے لئے کافی ہے، ان پر اگر ہے تاہم ڈیوائس بیرونی ماحول کو بے نقاب کیا جا سکتا ہے نسبتا ٹھنڈی، اس کے بعد ایک ہی وقت میں جسم کے درجہ حرارت کو جمع کیا، یہ مسئلہ حل کرنا ممکن ہے.
سائنسدانوں نے مثال کے طور پر تھرمل پاور wearable آلہ کے لئے اسباب دریافت کر رہے ہیں. اصولی طور پر، جسم کی طرف سے تیار گرمی وائرلیس صحت کی نگرانی کے آلے کے لئے طاقت فراہم کرنے کے لئے گھڑی کی طاقت کے لئے کافی بجلی پیدا کر سکتے ہیں، پارکنسن دماغی پرانتستا stimulator کے کے مصنوعی سماعت امداد اور علاج .
اس کے علاوہ، سائنسدانوں نے ایک عام electrostatic اثر ذریعے ڈیوائس powering کے لئے کوشش کر رہے ہیں. دو مختلف مواد سے بار بار ایک دوسرے کے ساتھ ٹکرانے یا رگڑنا جب ایک مواد کی سطح کی ایک اور مواد کی سطح، جمع چارج، ہے جس میں سے الیکٹرانوں قبضہ کر سکتے ہیں کہا جاتا رگڑ الیکٹریفکیشن رجحان. رگڑ بجلی کے اہم فوائد میں سے ایک جامد بجلی سمیت قدرتی اور مصنوعی مواد، سے پیدا کیا جا سکتا ہے، محققین ڈیزائن کیا گیا ہے جس کے گیجٹ کی ایک قسم بہت سے امکانات فراہم کرتا سمیت تقریبا تمام مواد ہے.
متعلقہ شریک مصنف 'میں triboelectric مطالعہ کرنے کے لئے اٹھا، زیادہ دلچسپ ہے، یہ امکان زیادہ سے زیادہ ایپلی کیشنز، ہے'، جارجیا ٹیک نےنو ماہر وانگ Zhonglin (Zhong کی لن وانگ، حرفی) نے کہا کہ ' میں اپنے آپ کو اگلے 20 سالوں میں مطالعہ کے لئے مصروف دیکھ سکتے ہیں. '
بجلی سے رگڑ کی طرف سے تیار مختلف مواد، بہت مختلف ہیں سائنسدانوں مواد کی ایک قسم کی کوشش کر رہے ہیں تاکہ محققین کیوب گرڈ کے ایک اسی طرح مائیکرو سٹی بلاک، nanowires کے بانس کے جنگل سے ملتے جلتے طور پر بھی اسی طرح کی Giza کے پیدا ہونے پرامڈ پرامڈ صف. وانگ کی قسم، ان مواد نہ صرف 'خوبصورت نظر'، اور ایک پرامڈ سرنی کے ساتھ سطح کو ڈھکنے پانچ گنا بجلی پیدا رقم میں اضافہ کے مقابلے میں فلیٹ ہو سکتا ہے.
محققین نے چوہوں، خرگوشوں اور خنزیروں پر تجربات کئے ہیں. انہوں نے پیسییماکرز، دل کی نگرانیوں اور دیگر قابل اطمینان آلات کا تجربہ کیا جو سانس لینے اور دلوں کے دلوں سے طاقت فراہم کرتے ہیں. '' ہم یہ بھی تحقیق کر رہے ہیں کہ کیا رگڑ استعمال کیا جا سکتا ہے. وانگ نے کہا کہ بجلی کو سیل کی ترقی کو فروغ دیتا ہے اور زخم کی شفا دینے میں تیز رفتار ہوتی ہے. 'اس کے علاوہ، ہم نے اعصابی محرک پر ایک رگڑ برقیشن کا استعمال شروع کر دیا ہے کہ اگر ہم نیورسیسی میں کوئی حصہ لے سکتے ہیں.'
وانگ اور ان کے ساتھیوں نے ایک triboelectrification wearable آلہ ڈیزائن کیا گیا ہے. مثال کے طور پر، انہوں نے پیدا کیا ایک triboelectric کپڑا ایک لتیم آئن بیٹری ایک لچکدار پٹا ترتیب دینے کو چارج کر سکتے ہیں. یہ بلوٹوت ٹیکنالوجی کے wearable دل کی شرح کے ساتھ ایک گیجٹ کے ہو سکتے ہیں ٹیبل سمارٹ فون پر ڈیٹا کی وائرلیس ٹرانسمیشن ہونے کے لئے تو کے طور پر، طاقت فراہم کرتا ہے. 'ہماری کپڑے کی طرف سے بجلی میں تبدیل کیا جا سکتا ہے فی انسانی تحریک کے دن پیدا ہونے میکانی توانائی،' وانگ نے کہا.
ایک اور حکمت عملی ایک بایوفیل سیل کے نام سے متعلق آلہ پر منحصر ہے جس میں جسم میں اینجیم اور توانائی اسٹوریج انوک (جیسے خون میں گلوکوز) کے درمیان کیمیائی ردعمل کے ذریعے بجلی پیدا ہوتی ہے، یا پسینہ میں خفیہ لییکٹک ایسڈ. مثال کے طور پر، فنگی سے نکالا سیلولز-گلیکوجن ڈیڈ ڈرایجنجنسی گلوکوز کو خارج کر سکتا ہے اور نمیٹر (میٹرک میٹر) کاربن ٹیوبوں میں موجودہ پیداوار کر سکتا ہے.
مثال کے طور پر، اگرچہ بہت سے سائنسدانوں نے تحقیق میں پایا ہے کہ گلوکوز آکسائڈس تجرباتی چوہوں میں بپتسمہ دینے والی بائیوفیل سیلز میں بجلی پیدا کرسکتے ہیں، یہ انزیم بھی ہائیڈروجن پیرو آکسائڈ پیدا کرتی ہیں (ایک عام بلائنگ اجزاء)، جو سامان کی کارکردگی خراب ہو سکتی ہے اور جسم کو نقصان پہنچا سکتا ہے.
ایک اور مطالعہ میں، ایک سکیننگ الیکٹرا micrograph تجرباتی حیاتیات ایندھن سیل جسم سے بجلی پیدا کر سکتے ہیں کے لئے کاربن nanotubes سے پتہ چلتا ہے.ان ٹیوبوں مثال، لیکٹک ایسڈ اور پسینے کے طور پر، قدرتی توانائی انو کاروائی کرنے کے قابل ایک ینجائم کے ساتھ لیپت کر رہے ہیں نمک یا خون میں گلوکوز رد عمل کا اظہار.، توانائی کے ساتھ ینجائم کی رد عمل کے لئے ایک بڑے رقبہ فراہم کرتے ہوئے اس طرح ایک حجم کی صورت میں زیادہ طاقت پیدا کرنے کے لئے اجازت دے آلہ، ایک بجلی کی سرگرمی ہے.
فرانسیسی سائنسدانوں نے ایک جیو کی بنیاد پر ایندھن سیل ینجائم کاربن nanotube کوٹنگ، حجم کا صرف نصف کے بارے میں چائے کا چمچ پیدا، چوہوں میں پرتیاروپت ہے جب، یہ کافی بجلی گلوکوز، یا ایک ڈیجیٹل ترمامیٹر یلئڈی کے ساتھ رد عمل کی طرف سے طاقت پیدا کر سکتے ہیں کر لیا ہے تجربات بھی ہے کہ بنائی بنا ہوا کپڑا headband اور کلائی بائیو فیول سیل گھڑی کے لئے طاقت فراہم کرنے کے لئے ایک کیمیکل ینجائم کے ساتھ پسینے دودھ میں لیکٹک ایسڈ کے رد عمل کے ذریعے کافی طاقت پیدا کر سکتے ہیں ظاہر ہوا.
ڈگ Velen علم کے مطابق ان آلات فی الحال دستیاب نہیں ہیں. لیکن وہ ٹیکنالوجی میں ایک دہائی سے بھی کم ہو جائے گا مارکیٹ. مستقبل میں، توانائی کی کٹائی کے آلہ انسانی ڈگ Velen کے لئے زیادہ مناسب ہو سکتے پیشگوئی کی اور اس کے ساتھیوں کو بھی گنے نسل گیجٹ کا مطالعہ کر رہے ہیں.
انہوں نے کہا، 'تصور کرو،' آپ کے جسم میں ایک آلہ ڈالیں اور ایک عرصے تک کام کرنے کے بعد اسے جسم کی سیالوں میں ڈراگ اور منحصر ہوجائے. آپ اپنے سینے کو کھولنے کے بغیر اسے ختم کر سکتے ہیں: ہم بایوڈریڈبل استعمال کرسکتے ہیں. مواد، جیسے ریشم اور زنک آکسائڈ جو وقت کے ساتھ توڑ سکتا ہے.
