Các nhà khoa học tìm ra cách biến cơ thể bạn thành...một viên pin

Hãy tưởng tượng bạn sạc chiếc Apple Watch đang đeo trên tay bằng chính cơ thể mình!

Một món phụ kiện nhỏ gọn vừa được phát triển sẽ có thể biến cơ thể bạn thành một viên pin, có nghĩa là các thiết bị điều hoà nhịp tim, thiết bị truyền thuốc, và những thiết bị y tế cấy ghép khác có thể hoạt động được nhờ vào một loại năng lượng có thể tái tạo hoàn toàn mới: chính bạn.

Theo;PopularMechanics, phụ kiện wearable này, được gọi là một máy phát nhiệt điện (TEG), sẽ trực tiếp biến nhiệt của cơ thể bạn thành năng lượng điện. Dù các nhà khoa học đến từ Đại học Colorado (CU), những người đứng sau dự án, đã thử nghiệm thiết bị TEG của họ dưới dạng một chiếc nhẫn nhỏ, máy phát tí hon này trên lý thuyết có thể có kích thước tương đương một chiếc đồng hồ hay một ống tay áo, tuỳ thuộc vào lượng điện mà bạn muốn tạo ra.

Cách hoạt động của nó như sau: đầu tiên, bạn mang thiết bị wearable vào, đảm bảo nó tiếp xúc với da. Mạch điện mỏng, có khả năng uốn dẻo bên trong thiết bị lúc này sẽ biến nhiệt cơ thể thành điện. Đồng thời, một vật liệu đặc biệt nhúng bên trong thiết bị sẽ tự chữa lành và tái cấu hình chính nó để ngăn tình trạng đứt gãy trong quá trình bạn di chuyển.

Thiết bị TEG này có độ dẻo dai và bền bỉ giống như da bạn vậy. Có nghĩa là bạn có thể mang nó trên người một cách thoải mái dưới bất kỳ điều kiện nào mà không bị cấn. Bởi phần thiết bị tiếp xúc với da đảm nhiệm chức năng biến hơi ấm thành năng lượng, nó sẽ hoạt động liên tục nhờ năng lượng mặt trời hấp thụ từ mặt ngoài (không tiếp xúc với da).

"Trong tương lai, chúng tôi muốn giúp các thiết bị điện tử wearable hoạt động mà không phải trang bị pin" - Jianling Xiao, một phó giáo sư ngành kỹ thuật cơ khí tại CU Boulder, cho biết. "Bất kỳ khi nào bạn sử dụng pin, bạn đang khiến nó bị hao mòn và cuối cùng sẽ phải thay thế nó. Điều tuyệt vời về thiết bị nhiệt điện của chúng tôi là bạn có thể mang nó trên người, và nó sẽ liên tục cung cấp điện cho bạn".

Hãy nói về quá trình dẫn nhiệt tự nhiên của cơ thể con người. Để duy trì nhiệt độ ổn định ở mức 37 độ C, cơ thể bạn phải làm sao để cân bằng giữa nhiệt hấp thụ và nhiệt toả ra. Và bởi cơ thể chúng ta không phải là những cỗ máy với tỉ lệ hiệu quả 100%, bạn sẽ mất xấp xỉ 75% năng lượng nó tạo ra thông qua nhiệt.

Các máy phát nhiệt điện hoạt động dựa trên sự chênh lệch về nhiệt độ - ví dụ như nhiệt độ cơ thể bạn so với nhiệt độ trong không khí xung quanh - để biến năng lượng đó thành điện năng. Để đạt trạng thái cân bằng, nhiệt tự động tản ra những khu vực mát hơn, và TEG có thể thu những phân tử hoạt hoá đó khi chúng đi qua một hàng rào kích thước tính bằng micromet.

Thiết bị TEG dạng chiếc nhẫn đang được các nhà nghiên cứu thử nghiệm

Những thiết bị wearable như vậy có thể tạo ra năng lượng khoảng 1 volt trên mỗi centimet vuông da - tỉ lệ điện áp/diện tích thấp hơn so với hầu hết các loại pin hiện nay. Dẫu vậy, nhờ thiết kế mô-đun như những khối xếp hình LEGO của các thiết bị này, các nhà nghiên cứu có thể mở rộng chúng, từ những chiếc nhẫn nhỏ, cho đến những vòng đeo tay thể thao giống Fitbit, hay thậm chí là cả một ống tay áo chứa đầy các máy phát tí hon. Những dạng TEG mới có thể tạo ra thậm chí còn nhiều điện năng hơn nữa, cho phép sạc những thiết bị với yêu cầu về điện áp cao hơn.

Các nhà khoa học nói rằng công nghệ họ đang phát triển có thể chấm dứt nhu cầu về pin trong các thiết bị phục vụ con người - không chỉ smartwatch hay các thiết bị theo dõi thể chất, mà cả những thiết bị điều hoà nhịp tim và các thiết bị cấy ghép khác đòi hỏi năng lượng. Pin hiện được xem là một công nghệ "bẩn", bởi nó sử dụng kim loại đất hiếm và các vật liệu ăn mòn. Cơ thể của bạn có thể làm được công việc giống hệt một viên pin đồng hồ nhưng dựa trên công nghệ sạch hơn, dễ tái chế hơn.

Trong 5-10 năm tới, bạn có thể thấy những thiết bị wearable nói trên bán tại nhiều cửa hàng trên thế giới - các nhà nghiên cứu tin tưởng như vậy.

"Chúng tôi đang cố để biến những thiết bị của mình càng rẻ và đáng tin cậy nhất có thể, đồng thời làm sao để mức tác động của chúng lên môi trường càng gần con số 0 càng tốt" - Xiao nói.

Minh.T.T (theo PopularMechanics)