加拿大的一组研究人员创造了一种可以从下颌运动中获取能量的下巴带。
希望该装置能够通过进食，咀嚼和说话来发电，并为许多小型可植入或可穿戴电子设备供电，例如助听器，人工耳蜗，电子听力保护器和通信设备。
该设备性能的第一批结果已于9月17日发布在IOP Publishing的期刊Smart Materials and Structures上。
事实证明，下颌运动是人体运动产生电力的最有希望的候选者之一，研究人员估计，单独用餐时咀嚼时平均可产生约7 mW的功率。
为了获得这种能量，该研究的研究人员来自加拿大蒙特利尔Écoledetechnologieupérieure(ÉTS)的耳内技术(CRITIAS)的Sonomax-ÉTS工业研究主席，创造了一种由压电纤维复合材料(PFC)制成的下巴带。
PFC是一种压电智能材料，由集成电极和粘合剂聚合物基质组成。该材料在拉伸时能够产生电荷并受到机械应力。
在他们的研究中，研究人员创造了一个由单层PFC制成的能量收集下巴带，并使用一对弹性侧带将其连接到一对耳罩上。为了确保最佳性能，下巴带紧贴用户，因此当使用者的下颚移动时，它会使带子伸展。
为了测试该装置的性能，要求受试者在佩戴头戴式装置时嚼口香糖60秒; 与此同时，研究人员记录了许多不同的参数。
可以从钳口运动中获得的最大功率大约为18μW，但考虑到头戴式设备的最佳设置，功率输出约为10μW。
该研究的共同作者Aidin Delnavaz说：“鉴于咀嚼的平均功率约为7 mW，我们在完善设备性能之前还有很长的路要走。
“我们实现的功率水平目前还不足以为电气设备供电;但是，我们可以通过在下巴带上添加更多PFC层来增加功率输出。例如，20个PFC层，总厚度为6 mm，能够为200μW智能听力保护器供电。“
追求这一研究领域的另一个动机是遏制目前对电池的依赖性的愿望，这些电池不仅更换昂贵而且如果没有妥善处理则对环境造成极大的破坏。
“能量收集设备中唯一昂贵的部分是单个PFC层，成本约为20美元。考虑到电池的价格和短寿命，我们估计基于提出的下巴带能量收集设备的自供电听力保护器将启动在使用三年后偿还投资，“Delnavaz继续说道。
“此外，该设备可以大大降低电池的环境影响，并为用户带来更多的舒适感。
“我们现在将研究增加下巴带中压电元件数量的方法，以提供小型电子设备所需的功率，并开发适当的电源管理电路，以便将微型可充电电池集成到设备中。
