Kieferbewegungen erzeugen Strom zu Hörgeräten versorgen

Ein Kinnriemen , die Energie von Kieferbewegungen ernten wurde von einer Gruppe von Forschern in Kanada erstellt.


Dies ist der Versuchsaufbau eines Energy-Harvesting- Kinnriemen .
Bildnachweis: Intelligente Materialien und Bauwerke / IOP Publishing

Es ist zu hoffen , dass das Gerät Strom aus Essen, Kaugummi kauen und sprechen , und Macht eine Reihe von kleinen implantierbaren oder tragbaren elektronischen Geräten wie Hörgeräte , Cochlea-Implantate , elektronische Gehörschützer und Kommunikationsgeräte zu generieren.

Die ersten Ergebnisse der Leistung des Geräts in IOP Publishing Journal Intelligente Werkstoffe und Strukturen veröffentlicht.

Kieferbewegungen haben sich als einer der aussichtsreichsten Kandidaten für die Erzeugung von Strom aus Körperbewegungen, mit Forschern der Schätzung , dass durchschnittlich rund 7 mW Leistung kann durch Kauen beim Essen allein erzeugt werden.

Um diese Energie, die Studie der Forscher aus Sonomax - ÉTS Industrial Research Chair in In-Ohr -Technologien ( Kritias ) an der École de technologie supérieure (ETS) in Montreal, Kanada ernten , schuf eine Kinnriemen aus piezoelektrischen Faserverbundwerkstoffen (PFC) gemacht .

PFC ist eine Art von piezoelektrischen Chipmaterial , das aus integrierten Elektroden und einer klebenden Polymermatrix besteht . Das Material ist in der Lage , eine elektrische Ladung zu erzeugen, wenn sich ausdehnt, ist die mechanische unterworfen Stress .

In ihrer Studie konnten die Forscher eine Energy-Harvesting- Kinnriemen aus einer einzigen Schicht von PFC hergestellt und befestigt es mit einem Paar von elastischen Seitenlaschen an ein Paar Ohrenschützer . Um eine maximale Leistung zu gewährleisten , wurde das Kinnband schmiegt sich optimal an den Benutzer versehen , so dass, wenn der Benutzer Kiefer bewegt es verursacht den Riemen zu dehnen.

Um die Leistungsfähigkeit des Gerätes zu testen, wurde die Versuchsperson gebeten, Kaugummi für 60 Sekunden , während das Tragen der Kopfeinbaugerätkauen ; gleichzeitig die Forscher nahmen eine Reihe von verschiedenen Parametern.

Die maximale Menge an Energie , die von den Kieferbewegungen geerntet werden konnte, war etwa 18 & mgr; W , aber unter Berücksichtigung der optimalen Set-up für das Head-Mounted -Gerät , war die Leistung um 10 & mgr; W .

Co - Autor der Studie Aidin Delnavaz sagte: " Da die mittlere Leistung von Kauen ist etwa 7 mW , wir haben noch einen langen Weg vor uns , bevor wir perfekt die Leistung des Geräts .

" Der Leistungspegel Ziel der Bemühungen zur Versorgung elektrischer Geräte im Zeitpunkt kaum ausreichen ; . Wir können jedoch die Ausgangsleistung durch das Hinzufügen von mehr PFC Schichten auf die Kinnriemen multiplizieren Beispiel 20 PFC -Schichten mit einer Gesamtdicke von 6 mm, in der Lage wäre , eine 200 & mgr; W intelligenten Gehörschützers treiben. "

Eine zusätzliche Motivation für die Fortsetzung dieser Forschungsgebiet ist der Wunsch, die derzeitige Abhängigkeit von Batterien , die nicht nur teuer zu ersetzen , sondern auch extrem schädlich für die Umwelt , wenn sie nicht ordnungsgemäß entsorgt werden zügeln.

"Das einzige, teure Teil der Energy-Harvesting- Gerät ist das einzige PFC -Schicht, die etwa $ 20 kosten . In Anbetracht des Preises und kurze Lebensdauer der Batterien , schätzen wir, dass ein aktiver Gehörschutz auf Basis der vorgeschlagenen Kinnriemen Energy-Harvesting- Gerät beginnt zur Rückzahlung der Investitionen nach drei Jahren der Anwendung ", so Delnavaz .

" Darüber hinaus könnte das Gerät im Wesentlichen die Umweltauswirkungen von Batterien zu verringern und bringt mehr Komfort für die Nutzer.

"Wir werden nun nach Wegen, um die Anzahl von piezoelektrischen Elementen in der Kinnriemen zu erhöhen , um die Leistung , die kleine elektronische Geräte Anfrage liefern , und auch die Entwicklung eines geeigneten Leistungsmanagementschaltung , so dass ein kleiner , Akku in das Gerät integriert werden sehen . "