健康状態をトラッキングできる人工皮膚「E-スキン」：動力源は汗？

米カリフォルニア工科大学 (Caltech) の研究者たちが、人の肌の上に直接貼り付ける電子スキン (E-skin) を開発しました。E-スキンは柔らかく柔軟なゴム素材でできており、健康情報をモニタリングするセンサーを埋め込むことができます。センサーが記録できる健康情報には、健康の指標である心拍数、体温、血糖値などがあるということです。

汗で発電され、バイオ燃料電池で駆動する

このウェアラブルセンサーは、筋肉を動かす神経信号も記録することができます。センサーは、体内の老廃物である汗を動力源とするバイオ燃料電池のみで動作します。研究者によると、人間の汗には乳酸という化学物質が非常に多く含まれています。乳酸は、正常な代謝過程の副産物として、運動中の筋肉によって作り出される化合物です。

E-スキンに内蔵された燃料電池は、この乳酸を吸収し、それを大気中の酸素と結合させて、代謝の副産物である水とピルビン酸を生成することが出来ます。このバイオ燃料電池は、携帯電話とカーステレオを接続する、ブルートゥース機器に電力を供給するのと同様に、十分な電力を生み出す事ができます。

安定した電力を確保でき、多様な用途に対応

研究チームが接続方式にブルートゥースを選んだのは、近距離無線通信よりも多くの電力を消費するにもかかわらず、実用的な医療やロボットに対し、接続性の拡張を見越しての事だそうです。そして汗で動く電源を作ることに加え、チームは劣化を最小限に抑えながら長時間作動するセンサーを作ることにも挑戦しました。そしてそのセンサーは、乳酸を分解できる酵素を持つ複合メッシュに白金/コバルト触媒を組み込んだカーボンナノチューブを用いて作られました。

この燃料電池は、人間の汗を使って数日間にわたり、1平方センチメートル当たり数ミリワットという安定した電力を連続的に供給させることができます。研究者たちは、E-スキンに埋め込むことができる様々なセンサーを開発し、多種多様な目的に使用できるよう計画しています。科学者たちはこれをプラットフォーム化しようとしており、ヒューマン・マシン・インターフェースとして使えるかもしれないと語っています。