Ученые: тату-батарейка вырабатывает энергию из пота

При интенсивных физических упражнениях в организме активируется процесс гликолиза, результатом которого является выработка энергии и лактата, или молочной кислоты. Многие спортсмены следят за уровнем лактата у себя в крови, чтобы понять, насколько эффективно проходят их тренировки.

Группа инженеров из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработала метод, который позволит быстро и легко проверять уровень молочной кислоты. Они разработали миниатюрный и плоский электронный сенсор, который можно прикрепить к временной тату-наклейке и разместить на каком-либо участке кожи. Сенсор содержит особый фермент, который реагирует на присутствие лактата в выделяемом кожей поту – ведь пот человека тоже содержит молочную кислоту - и «сдирает» с него электроны и таким образом дает электрический сигнал.

Успешно протестировав сенсор на добровольцах, ученые пошли дальше и решили превратить татуировку-датчик в полноценную биобатарейку, которая смогла бы вырабатывать какое-то количество электроэнергии прямо из выделяемого кожей лактата. Принцип прост – движение электрического тока от анода (фермент, отбирающий электроны у молочной кислоты) к катоду (молекула, принимающая электроны).

Разработав подобный прибор, инженеры проверили его эффективность на 15 добровольцах, сделав им временные электронные татуировки на плечах. Каждый из них в результате интенсивных упражнений в тренажерном зале помог электронной татуировке выработать разное количество энергии.

Ученые отмечают, что больше всего электричества их прибор получил в тех случаях, когда был наклеен на кожу тех, кто был наименее подготовлен к физическим нагрузкам по сравнению с другими испытуемыми – вероятно потому, что они уставали раньше, таким образом раньше запуская процесс гликолиза и быстрее начиная потеть.

Прямо сейчас мы можем получить максимум в 70 микроватт на 1 квадратный сантиметр, но наши электроды занимают от 2 до 3 миллиметров и обычно производят около 4 микроватт – слишком мало, чтобы питать, допустим, электронные часы, которые требуют 10 микроватт.

- Джозеф Ванг, Калифорнийский университет в Сан-Диего

Ученые считают, что технология биобатарей предоставляет крупные преимущества по сравнению с обычными батарейками, а разработанный ими прибор, который является первым в истории кожным электрохимическим биосенсором и биобатарейкой одновременно, имеет большие перспективы.