Een team van onderzoekers van de National University of Singapore (NUS) heeft een nieuwe film gemaakt die zeer effectief is in het verdampen van zweet van onze huid om ons koel en comfortabel te houden tijdens het sporten. en het vocht dat uit menselijk zweet wordt geoogst, kan worden gebruikt om draagbare elektronische apparaten van stroom te voorzien, zoals horloges, fitness-trackers, en meer.

Zweten is een natuurlijk proces voor ons lichaam om thermische stress te verminderen. "Zweet bestaat voornamelijk uit water. Wanneer water van het huidoppervlak verdampt, het verlaagt de huidtemperatuur en we voelen ons koeler. In onze nieuwe uitvinding, we hebben een nieuwe film gemaakt die extreem effectief is in het verdampen van zweet van onze huid en het vervolgens absorberen van het vocht uit zweet. We gaan nog een stap verder:door het vocht uit zweet om te zetten in energie die kan worden gebruikt om kleine draagbare apparaten van stroom te voorzien, " verklaarde onderzoeksteamleider assistent-professor Tan Swee Ching, die van de NUS-afdeling Material Science and Engineering is.

De belangrijkste componenten van de nieuwe dunne film zijn twee hygroscopische chemicaliën:kobaltchloride en ethanolamine. Behalve dat het extreem vochtabsorberend is, deze film kan snel water afgeven bij blootstelling aan zonlicht, en het kan meer dan 100 keer worden 'geregenereerd' en hergebruikt.

Om optimaal gebruik te maken van het opgenomen zweet, het NUS-team heeft ook een draagbaar apparaat voor het oogsten van energie ontworpen dat bestaat uit acht elektrochemische cellen (EC's), met behulp van de nieuwe film als elektrolyt. Elke EC kan ongeveer 0,57 volt elektriciteit opwekken bij absorptie van vocht. De totale energie die door het apparaat wordt geoogst, is voldoende om een ​​lichtemitterende diode van stroom te voorzien. Deze proof-of-concept-demonstratie illustreert het potentieel van batterijloze wearables die worden aangedreven door menselijk zweet.

Deze technologische doorbraak werd gerapporteerd in het septembernummer van het wetenschappelijke tijdschrift Nano-energie .

Vocht absorberen voor persoonlijk comfort

Conventionele hygroscopische materialen zoals zeolieten en silicagels hebben een lage wateropname en bulkvaste structuren, waardoor ze ongeschikt zijn voor het opnemen van vocht uit zweetverdamping. In vergelijking, de nieuwe vochtabsorberende folie ontwikkeld door NUS-onderzoekers neemt 15 keer meer vocht op en doet dit 6 keer sneller dan conventionele materialen.

In aanvulling, deze innovatieve film toont een kleurverandering bij absorptie van vocht, van blauw naar paars, en tenslotte roze. Deze functie kan worden gebruikt als indicator voor de mate van vochtopname.

Het NUS-team verpakte de film in ademende en waterdichte polytetrafluorethyleen (PTFE) membranen, die flexibel zijn en veel worden gebruikt in kleding, en met succes de toepassing van de vochtabsorberende film voor onderarmkussen aangetoond, schoenvoering en schoenbinnenzool.

Asst Prof Tan zei, "Ook zweten is gênant en frustrerend, en deze aandoening draagt ​​bij aan de groei van bacteriën en leidt tot een onaangename lichaamsgeur. Ophoping van transpiratievocht in de schoenen kan aanleiding geven tot gezondheidsproblemen zoals blaren, eelt, en schimmelinfecties. Met behulp van het onderarmkussen, schoenvoering en schoenbinnenzool ingebed met de vochtabsorberende film, het vocht uit zweetverdamping wordt snel opgenomen, voorkomt ophoping van zweet en zorgt voor een droog en koel microklimaat voor persoonlijk comfort."

"Het prototype voor de binnenzool van de schoen is gemaakt met behulp van 3D-printen. Het gebruikte materiaal is een mengsel van zacht polymeer en hard polymeer, dus voldoende ondersteuning en schokabsorptie, ", verklaarde co-leider van het onderzoeksteam, professor Ding Jun, die ook van de NUS-afdeling Material Science and Engineering is.

Het NUS-team hoopt nu samen te werken met bedrijven om de nieuwe vochtabsorberende film in consumentenproducten op te nemen.