生物友好型自供电传感器技术，可准确分析运动姿势

由机器人与机电一体化工程系Kim Hoe-joon教授和物理与化学系Hong Seon-ki教授领导的联合研究小组，利用生物相容性钙钛矿材料开发了高效压电能量收集技术。

这项工作发表在《纳米能源》杂志上。

压电能量收集技术将身体运动等物理能源转换为电能，因其高能效和各种材料的可用性而被视为下一代能源。然而，现有的压电材料大多含有铅，对人体有害。为此，压电能量收集技术已被用作小型电子设备的电源，但存在安全和健康问题。

为了突破这些现有技术和材料的局限性，研究团队在适用于人体的生物相容性材料中合成了具有优异压电性能的CTO材料，并分析了其详细的电学、物理和热学特性。此外，该团队还通过将其与压电聚合物PVDF材料混合，成功开发了一种柔韧性和抗外部冲击强度高的复合材料。

进行细胞活力测试以验证生物相容性。结果，开发的复合材料显示出高存活率和细胞繁殖力，表明即使应用于人体也不会有问题。

新开发的压电能源发电装置实现了20V的最大电压和250nA的电流，可用作电子计算器和手表等小型电子设备的电源。此外，通过验证将其用于收集物体振动产生的动能的自供电振动传感器的可能性，预计它可以用于广泛的应用。

由于本研究应用的材料适用于人体，因此它可以在附着在身体部位的同时，从行走和身体运动中实时收集能量。特别是，它还建议将其用作自供电传感器的可能性，该传感器通过将传感器连接到脚底并进行简单的跳绳练习来评估用户的运动能力和跳绳姿势。

使用人工神经网络（ANN）分析技术对运动姿势进行有效诊断的测量表明，可以确定运动姿势是对还是错，成功率高达99.63%。

机器人与机电一体化工程系的Kim Hoe-joon教授说：“我们证明了即使是生物友好型材料也具有出色的压电性能，这可以克服现有材料的局限性，因此具有重要意义。他补充说：“我们将根据这一结果挑战下一代环保能源的开发，并继续研究不需要外部电源的自供电传感器系统。