加州大学洛杉矶分校萨缪里工程学院的一组生物工程师发明了一种新颖的柔软而灵活的自供电生物电子设备。该技术将人体动作——从弯曲肘部到手腕上的脉搏等细微动作——转化为电能，可用于为可穿戴和可植入的诊断传感器供电。
研究人员发现，磁弹性效应可以存在于一个柔软而灵活的系统中，而不仅仅是刚性系统。磁弹性效应是指当微小的磁铁在机械压力下不断地推在一起或拉开时，材料磁化程度的变化。为了证明他们的概念，研究小组使用分散在纸薄的硅树脂基质中的微观磁铁来产生磁场，磁场的强度随着基质的波动而变化。随着磁场强度的变化，就产生了电，加州大学洛杉矶分校的报告萨姆厄。
自然材料今天发表的一份研究报告详细介绍了这一发现、突破背后的理论模型和论证。研究的重点还在于自然。
“我们的发现为实用能源、传感和治疗技术开辟了一条新的道路，这些技术以人体为中心，可以连接到物联网，”该研究的领导者、加州大学洛杉矶分校萨缪里分校生物工程助理教授陈俊(Jun Chen)说。“这项技术的独特之处在于，当设备压在人的皮肤上时，它可以让人们舒适地伸展和移动，而且由于它依赖磁力而不是电，湿度和我们自己的汗水不会影响它的效果。”
Chen和他的团队用铂催化的硅树脂聚合物基质和钕铁硼纳米磁铁制成了一个小型的柔性磁弹性发电机(大约有一个美币大小)。然后，他们用一根柔软、有弹性的硅胶带把它固定在受试者的肘部。他们观察到的磁弹性效应是相同尺寸刚性金属合金装置的四倍。结果，该设备产生的电流为每平方厘米4.27毫安，比排名第二的同类技术好1万倍。
事实上，这种柔性磁弹性发生器非常灵敏，它可以将人体脉搏波转换成电信号，并充当一个自供电的防水心率监测器。产生的电力也可以用来为其他可穿戴设备提供可持续的动力，比如汗液传感器或温度计。
人们一直在努力制造可穿戴发电机，从人体运动中获取能量，并将其传输到电力传感器和其他设备上，但缺乏实用性阻碍了这一进展。例如，具有磁弹性效应的刚性金属合金不能充分弯曲以压缩皮肤，也不能为可行的应用产生有意义的功率水平。
其他依赖静电的设备往往不能产生足够的能量。在潮湿的环境下，或者当皮肤上有汗液时，他们的表现也会受到影响。一些人试图将这种装置封装起来，以防止水进入，但这降低了它们的效率。然而，加州大学洛杉矶分校团队的新型可穿戴磁弹性发电机，即使在人工汗液中浸泡一周后，仍能测试良好。
加州大学洛杉矶分校技术开发小组已经申请了这项技术的专利。
