天氣這麼熱，出的汗可不能浪費。其實鹹鹹的汗水還有妙用，那就是發電。
想像一下，假如你手腕上的智能手錶永遠不會斷電，因為你的汗液可以為它供電。這麼有前途的能量來源，一起來了解下。
汗液發電：新型可發電生物膜
汗液具有降溫散熱、保護皮膚、排泄體內廢物等作用，而過於發達的汗腺也常常會給人們帶來苦惱，粘膩的汗水打濕衣物，不僅會讓人感到難受，還可能散發出「不友好」的味道。
近日，來自馬薩諸塞大學阿默斯特分校（UMass Amherst）的研究團隊表示，他們設計的新型可發電生物膜有望徹底改變可穿戴電子設備行業，為個人醫療傳感器、個人電子設備等提供長期、持續的電力。
據論文描述，這種大約只有一張紙厚度的生物膜是由一種改造過的硫還原地桿菌（G. sulfurreducens）自然產生的。生物膜由大約 40 微米厚或大約一張紙厚度的細菌細胞片組成。確切地說，它是由基因工程改造的硫還原桿菌組成的。
相比於以往的研究，這種新型生物膜不僅可以提供和同等大小電池一樣多甚至更多的能量，而且可以持續工作，且不需要「投喂」。
並且，這種透明的、小巧的、薄薄的、柔韌的生物膜可以像創可貼一樣直接貼在皮膚上，連續不斷地產生穩定的電力。
此外，據英國《每日郵報》網站報道，國外的研發人員宣稱，一種像石膏一樣纏繞在手指上的新型可穿戴裝置也可以在人睡覺時收集汗水並利用它發電。這款裝置的樣機目前只能儲存少量電力，需要連續佩戴3周才能為智能手機提供電力，但美國加利福尼亞大學聖迭戈分校的研發人員希望未來能夠提高容量。
研究人員說，指尖是人體汗腺最集中的部位之一，每個指尖產生的汗液是其他大多數部位的100到1000倍。
這種新裝置利用一個無源系統用指尖上的汗液發電，即使你正在睡覺或完全靜坐。藉助一種智能海綿材料，汗液可以被導體收集和處理。當佩戴者按壓、開始出汗或輕敲手指時，能量收集器會產生少量電力。它將打字、發短訊、彈鋼琴或敲摩爾斯電碼等活動轉換成額外的電力。因此，發一條推文就可以為手機充電。
他們發現，佩戴10個小時能產生可讓手錶走24小時的電力——大約400毫焦。
但從這麼小的部位收集汗水並將其轉化為電力，需要特殊的材料和工程技術。
體溫發電：柔軟、可拉伸
來自華盛頓大學的研究團隊研發了一種由無機半導體和印刷多功能軟質材料製成的高效可拉伸熱傳導發電機，在自供電可穿戴電子設備、熱觸覺傳感器、軟機械人和人機交互等方面具有巨大應用潛力。
據介紹，這種柔性的、可穿戴的熱傳導發電機，不僅可以將體熱轉化為電能，而且還具備柔軟、可拉伸、結實、高效的特性。在以往的研究中，這些特性很難完全組合到一起。
此外，即使經過 30% 應變的拉伸循環 15000 余次後，原型熱傳導發電機仍然可以保持完整的功能，該熱傳導發電機的功率密度比以往的可拉伸熱傳導發電機增加了 6.5 倍。
這項研究的一個獨特之處在於，從材料合成到器件製造和表徵，覆蓋了整個生產流程。這讓研究團隊可以自由地設計新材料，發揮創意，設計生產過程中的每一步。
體溫供電：人體永動機
永動機到底有沒有可能被製造出來，科學上來說是不可能的。但是日本發明了一個薄膜，似乎可以製造一個人體永動機。
日本某高校此前研究了一種「體溫充電薄膜」，它是在由碳納米管製成的材料上塗上「冠醚」等有機化合物，製作出來的厚度僅0.1毫米的薄膜。
它可以捕捉體表的熱量，利用體溫和外界環境差來發電，做成腕帶大小的充電薄膜就可以作為一個微型人體供電設備，給手機充電。
它的發電效率只有太陽能電池的十分之一，設計初衷是為了給心臟起搏器做人體設備供電。
不過順着這個思路，如果能做出足夠面積的充電薄膜，我們是否可以用人體連接電風扇。夏天人體溫度越高，產生的溫差電動勢越大，風扇轉得越快，體溫下降，風扇也就慢下來。這不是現成的降溫神器嗎？
一件T恤解決充電難題
《自然·通訊》上的一篇論文曾介紹過可以存儲人體能量的「可穿戴微電網」。如果人們穿戴了這種設備，運動產生的動能與汗液都可以轉化為電能為小型電子設備供電。
該論文由加州大學聖迭戈分校（UC San Diego）的研究人員完成，他們集成了汗水驅動的生物燃料電池，運動驅動的摩擦發電機和儲能用的超級電容三種設備，並藉此從佩戴者的運動中收集能量。
可穿戴微電網的各類部件通過柔性材料連接，印在襯衫上並覆蓋有防水塗層。
研究人員稱，只要不使用清潔劑，可穿戴微電網不會受到反覆彎曲、摺疊、弄皺或在水中清洗的影響。
研究團隊對可穿戴微電網進行了測試，佩戴者騎單車或跑步運動10分鐘，然後休息20分鐘。在30分鐘的測試過程中，可穿戴微電網可以全程滿足LCD手錶或小型電致變色顯示器（一種響應電壓改變而變色的顯示器）的供電需求。
根據實驗，整個系統的啟動速度比僅具有生物燃料電池的速度快2倍，使用壽命比僅具有摩擦發電機的壽命長3倍。
人體生物能的利用
當前，科學家們已經提出了很多利用人體發電的形式，除了最常見的心跳發電、腳部運動和肌肉運動發電等利用動能轉化為電能的生物發電，還有更大膽的血液發電、汗液發電、尿液發電甚至頭髮發電等。
日本的研究人員就發明了一種裝置，可以從血液葡萄糖中提取能量。這樣，每個人就成為了「電池」。日本人發明的這種裝置，提供了一種新的方法，將人類血液中的葡萄糖轉變成為電能。
而在拉斯維加斯的boulder廣場，一家名叫engoplanet的公司為其研發了一款清潔能源的路燈，其連接着裝有三個迷你發電器的的踏板。每次有人走上這個踏板的時候，就會產生5瓦左右的電量，然後就被輸送到了電池中去。
另外，還有人體生物能的「熱能」也可以利用。人體每天都要散發大量的熱量，並通過輻射傳播出來。據實測，一般一個50公斤重的成年人一晝夜所消耗的熱量約為2500千卡左右。這些熱量若蓄集起來，可以將50公斤的水，從0℃加熱到50℃。利用人體的熱能製成溫差電池，就可以將人體熱能轉換成電能。
比如，美國新澤西州修建的電信電話公司總部大樓，利用全公司2000多名職員的體溫供暖，室溫可保持在18℃以上，只有當室外氣溫下降到-9℃以下時，才需要通暖氣來取暖。
有人會問：這些發電方式所產生的電量加起來也可能不如一個跑步機產生的多，它們真的有必要費盡心思地研發出來嗎？
目前盛行在人體內植入對人類健康進行檢測的微電子系統，其能夠實現全天候地檢測和報告人的生理、病例水平，從而發出相應的指令，來為人們人體的疾病提供預警。那麼，利用血液發電的升華電池可以說完美解決了該電子系統的用電問題。
並且，在心臟起搏器、胰島素泵、各種植入類芯片的電力提供上，其也將能提供巨大的幫助。至少不用開刀。最主要的是，這些植入人體的設備本身體積微小，其並不需要太多的電力來維持運轉。利用人體自身提供電力支持，是再好不過的了。
總的來說，不論是面對未來的巨大電力需求，還是微電子系統的供電需求，來源於人體的發電都正在成為一個新的趨勢。
隨着科學技術的不斷發展，人類開發利用自身的人體生物能，必將取得更大成果。
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來源：中國小康網
作者：風華
審校：龔紫陌
視覺：龍昊
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