Phó giáo sư Shitanda Isao, tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Hóa học nâng cao, tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học và Công nghệ, Đại học tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học Tokyo, và những người khác, đã cùng với Phó Giáo sư Tsujimura Riken, và Phó giáo sư Matsui Hiroyuki thuộc Viện nghiên cứu học thuật (Trường đại học hệ thống vật liệu hữu cơ), và những người khác, đã sản xuất và mảng các tế bào nhiên liệu màng mỏng sử dụng điện cực carbon xốp sử dụng axit lactic actrod oxyase) đến điện cực âm và đã phát triển thành công một mảng tế bào nhiên liệu sinh học có thể tạo ra sản lượng cao bằng cách sử dụng axit lactic trong mồ hôi

Ngoài ra, chúng tôi đã xác nhận rằng đầu ra thu được tăng tuyến tính với sự gia tăng nồng độ axit lactic, dẫn đến sự phát triển của một thiết bị sinh học tự tạo có thể phát hiện nồng độ axit lactic trong mồ hôi

Rất mong đợi rằng kết quả của nghiên cứu này sẽ được phát triển trong tương lai như các thiết bị đeo nhỏ, có thể sử dụng cho quản lý sức khỏe và đào tạo trong các lĩnh vực y tế và thể thao

Bối cảnh nghiên cứu

Đối với các mục đích như giám sát tình trạng sức khỏe và quản lý đào tạo, các thiết bị có thể đeo có thể được đeo trên cơ thể và nắm bắt tình trạng của cơ thể trong thời gian thực đã thu hút sự chú ý, và các nghiên cứu khác nhau đã được thực hiện Mồ hôi chứa chất điện giải, ion kim loại, chất chuyển hóa, vv, và phát hiện nồng độ của chúng trong mồ hôi như một "dấu ấn sinh học" là một kỹ thuật không xâm lấn gây ra ít căng thẳng hơn cho cơ thể và những nỗ lực khác nhau đã được thực hiện Để theo dõi nồng độ của các chất trong mồ hôi bằng cách sử dụng các thiết bị có thể đeo, cần có pin đeo được, là các loại màng mỏng, nhẹ không can thiệp vào chuyển động của cơ thể, nhưng có tuổi thọ an toàn, lâu dài và đủ sản lượng, khiến điều này trở thành một thách thức cho việc sử dụng thực tế

Nhóm nghiên cứu của Phó giáo sư Shitanda đã tiến hành nghiên cứu tập trung vào "các tế bào nhiên liệu sinh học" có thể tạo ra điện bằng cách sử dụng các chất như glucose làm nhiên liệu Cụ thể, chúng tôi đã báo cáo về sự phát triển của các tế bào nhiên liệu sinh học màng mỏng bằng cách sử dụng giấy làm điện cực carbon in và in màn hình Bằng cách sử dụng giấy làm chất nền, nó được đảm bảo là pin linh hoạt, nhẹ, màng mỏng và việc sử dụng in màn hình có lợi thế là hình dạng của các điện cực có thể được thiết kế tương đối tự do, ngay cả khi nó có kích thước nhỏ, làm cho nó phù hợp để sản xuất hàng loạt trong tương lai Mặt khác, người ta biết rằng mồ hôi có chứa axit lactic, nhưng gần đây người ta đã tiết lộ rằng nồng độ axit lactic trong mồ hôi có mối tương quan mạnh mẽ với nồng độ axit lactic trong máu và có mức độ quan tâm cao trong việc phát hiện axit lactic trong thời gian thực để quản lý cường độ tập thể dục Dựa trên kết quả cho đến nay, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu với mục đích phát triển một thiết bị cảm biến axit lactic có thể tự tạo có thể giao tiếp không dây bằng cách sử dụng axit lactic trong mồ hôi

Chi tiết kết quả nghiên cứu

Mảng tế bào nhiên liệu mà chúng tôi tạo ra lần này được in trên màn hình trên một lớp giấy Washi (mặt đế, mặt không khí) với một lớp carbon dẫn điện Đầu của nó, sau đó là bất động bilirubin oxyase và axit lactic oxyase trên các điện cực carbon liền kề để tạo thành các điện cực dương và âm, sau đó xếp giấy washi (chất nền ở phía cơ thể Mảng điện cực được cấu trúc trong đó một bộ điện cực dương và âm được sắp xếp theo các hướng nối tiếp và song song từ một bộ đến sáu bộ Đầu tiên, để nghiên cứu lượng tối ưu của lactate oxyase cố định trên một điện cực âm, các phép đo vôn kế tuần hoàn (CV) được thực hiện với số lượng cố định lactate khác nhau và lượng cố định là 40 U/cm²Do đó, trong mảng tế bào nhiên liệu sinh học mà chúng tôi đã sản xuất lần này, tất cả các lượng cố định của lactate oxyase là 40 u/cm²Tôi đã quyết định làm như vậy Ưu điểm của cấu trúc của mảng tế bào nhiên liệu này là mỗi điện cực được bao phủ theo sê-ri và giấy song song, do đó, điện cực carbon không tiếp xúc trực tiếp với da, khiến nó không gây kích ứng và mồ hôi đã được kết hợp xâm nhập vào giấy washi và mang đều cho mỗi điện cực Khi chúng tôi đo được tương quan đầu ra điện áp của mảng điện cực này, chúng tôi đã xác nhận rằng với mỗi cấu trúc 1x1 (= đơn), 6x1, 4x4 và 6x6 trong chuỗi x song song Đầu ra tăng gần như tỷ lệ thuận với số lượng mảng (do đó có thể thiết kế linh hoạt để thay đổi số lượng mảng theo đầu ra cần thiết) Chúng tôi cũng xác nhận rằng có mối quan hệ tuyến tính giữa nồng độ axit lactic trong dung dịch đệm và đầu ra thu được (nồng độ axit lactic có thể được đo dựa trên đầu ra thu được)

Dựa trên những kết quả này, chúng tôi đã thiết kế một mạch được cung cấp và vận hành bởi mảng tế bào nhiên liệu sinh học này, tạo ra một thiết bị cảm biến axit lactic có thể tạo ra có thể được theo dõi trên điện thoại thông minh bằng cách sử dụng giao tiếp bluetooth không dây và xác nhận rằng nó thực sự có thể được theo dõi bằng cách sử dụng chất lỏng mồ hôi Hơn nữa, sử dụng mảng 6x6 của mảng tế bào nhiên liệu sinh học (tương tự sử dụng chất lỏng mồ hôi nhân tạo làm nhiên liệu), đồng hồ đo hoạt động có bán trên thị trường (mức tiêu thụ năng lượng trung bình là 1,44 MW) có thể hoạt động trong 1,5 giờ

Phó giáo sư Shitanda nói rằng kết quả của nghiên cứu này có thể được dự kiến ​​là một nguồn năng lượng cho các thiết bị đeo được được cung cấp năng lượng bằng axit lactic

*Nghiên cứu này được thực hiện với các khoản tài trợ từ Viện tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học và Công nghệ Quốc gia "Chương trình hỗ trợ phát triển kết quả nghiên cứu tối ưu (A-bước)" (JPMJTS1513) của tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học "Quỹ xúc tiến nghiên cứu chủ tịch (Khung hợp tác và liên ngành)"

Người thuyết trình

113521_113557
Yoshiya Morigayama đã hoàn thành chương trình Thạc sĩ về Hóa học nâng cao, Trường Đại học tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học và Kỹ thuật, Đại học tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học Tokyo
Iwashita Risa đã hoàn thành chương trình Thạc sĩ về Hóa học nâng cao, Trường Đại học tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học và Kỹ thuật, Đại học tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học Tokyo
Goto Himeka đã hoàn thành chương trình Thạc sĩ về Hóa học nâng cao, Trường Đại học tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học và Kỹ thuật, Đại học tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học Tokyo
Aikawa Tatsuo, Trợ lý Giáo sư, tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Hóa học Nâng cao, tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học và Kỹ thuật, Đại học tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học Tokyo (nay là Sumitomo Metal Mining Co, Ltd)
Mikawa Tsutomu, Riken, Trung tâm nghiên cứu tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học chức năng và cuộc sống
Giảng viên Hoshiyoshi Nao, tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Hóa học nâng cao, tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học và Kỹ thuật, Đại học tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học Tokyo (hiện: Viện Công nghệ Nagoya)
Giáo sư Itagaki Masayuki, tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Hóa học nâng cao, tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học và Kỹ thuật, Đại học tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học Tokyo
Phó giáo sư Matsui Hiroyuki, Trường đại học Hệ thống vật liệu hữu cơ, Đại học Yamagata
Shizushi Tokito, Giáo sư, Trường Đại học Hệ thống Vật liệu hữu cơ, Đại học Yamagata
Tsujimura Kiyoya Phó giáo sư, Toán học và Vật liệu, Đại học Tsukuba

Yêu cầu nghiên cứu

Phó giáo sư, tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Hóa học nâng cao, tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học và Kỹ thuật, Đại học tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học Tokyo
Shitanda Isao
Email: shitanda 【@rstusacjp

Phó giáo sư, Toán học và Vật liệu, Đại học Tsukuba
Tsujimura seiya
Email: seiya [@] Imstsukubaacjp

Nhà nghiên cứu toàn thời gian, Nhóm nghiên cứu sinh học cấu trúc tế bào, Trung tâm nghiên cứu tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái học chức năng và cuộc sống và chức năng
Mikawa Tsutomu
Email: Mikawa [@] Rikenjp

Phó giáo sư, Trường đại học Hệ thống vật liệu hữu cơ, Đại học Yamagata
Matsui Hiroyuki
Email: H-matsui [@] yzyamagata-uacjp
*Vui lòng thay đổi [ @] thành @

Yêu cầu về tin tức và quan hệ công chúng

Văn phòng Quan hệ công chúng của Đại học Tsukuba
Điện thoại: 029-853-2040 Fax: 029-853-2014
Email: Kohositu [@] untsukubaacjp

Văn phòng quan hệ, Viện nghiên cứu Riken
Email: ex-press [@] Rikenjp

Văn phòng Quan hệ công chúng của Đại học Yamagata
Điện thoại: 023-628-4008 Fax: 023-628-4491
Email: Koho [@] JMKJYamagata-uacjp
*Vui lòng thay đổi [ @] thành @