Un appareil alimente des capteurs portables grâce au mouvement humain

L'avènement de capteurs portables peu coûteux capables de surveiller la fréquence cardiaque, la température corporelle et les niveaux de sucre dans le sang et de sous-produits métaboliques a permis aux chercheurs de surveiller la santé humaine d'une manière jamais possible auparavant. Mais comme tous les appareils électroniques, ces capteurs portables ont besoin d'une source d'alimentation. Les batteries sont une option mais ne sont pas nécessairement idéales car elles peuvent être encombrantes, lourdes et se décharger.

Les chercheurs ont maintenant développé un moyen d'alimenter des capteurs portables sans fil en récoltant l'énergie cinétique produite par une personne lorsqu'elle se déplace. Cette récupération d'énergie se fait avec un mince sandwich de matériaux (téflon, cuivre et polyimide) attaché à la peau de la personne. Au fur et à mesure que la personne se déplace, ces feuilles de matériau frottent contre une couche de glissement en cuivre et en polyimide et génèrent de petites quantités d'électricité. L'effet, connu sous le nom de triboélectricité, est peut-être mieux illustré par le choc électrique statique qu'une personne peut recevoir après avoir marché sur un sol recouvert de moquette, puis touché une poignée de porte en métal.

Le générateur triboélectrique (nanogénérateur) a un stator qui est fixé au torse et un curseur qui est fixé à l'intérieur du bras. Le curseur glisse contre le stator pendant le mouvement humain et un courant électrique est généré en même temps. Le nanogénérateur a été fabriqué avec des circuits imprimés flexibles disponibles dans le commerce.

Le nanogénérateur ne crée pas beaucoup d'électricité; il faudrait un appareil de 100 mètres carrés de surface pour alimenter une ampoule de 40 watts. Les capteurs portables ont de faibles besoins en énergie et le système stocke l'électricité générée dans un condensateur jusqu'à ce qu'il y ait suffisamment de charge pour prendre une lecture du capteur et envoyer sans fil les données à un téléphone portable via Bluetooth. Plus une personne bouge, plus souvent le capteur peut collecter des données. Même si la personne est relativement sédentaire, le capteur finira par accumuler suffisamment d'énergie pour fonctionner.