Alimenter capteurs portables par le mouvement humain : percée dans la récupération d'énergie

L'avènement de capteurs portables peu coûteux qui peuvent surveiller le rythme cardiaque, la température corporelle, et les niveaux de sucre sanguin et sous-produits métaboliques a permis aux chercheurs de surveiller la santé humaine de façons jamais possibles auparavant. Mais comme tous les dispositifs électroniques, ces capteurs portables ont besoin d'une source d'énergie. Les batteries sont une option mais ne sont pas nécessairement idéales car elles peuvent être encombrantes, lourdes, et se décharger.

Des chercheurs ont maintenant développé un moyen d'alimenter des capteurs portables sans fil en récupérant l'énergie cinétique produite par une personne quand elle bouge. Cette récupération d'énergie est faite avec un sandwich mince de matériaux (Teflon, cuivre, et polyimide) attaché à la peau de la personne. Quand la personne bouge, ces feuilles de matériau frottent contre une couche coulissante faite de cuivre et polyimide et génèrent de petites quantités d'électricité. L'effet, connu sous le nom de triboélectricité, est peut-être le mieux illustré par le choc électrostatique qu'une personne pourrait recevoir après avoir marché sur un tapis moquetté et puis touché une poignée de porte en métal.

Le nanogénérateur triboélectrique a un stator fixé au torse et un curseur attaché 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 fait avec des circuits imprimés flexibles disponibles dans le commerce.

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