Menulis dalam edisi September jurnal Energy and Environmental Science, profesor Xudong Wang, pasca-doktoral Chengliang Sun serta mahasiswa pascasarjana Jian Shi, melaporkan telah menciptakan microbelt plastik yang bergetar ketika melewati aliran udara berkecepatan rendah seperti pernapasan manusia.

Pada bahan-bahan tertentu, seperti fluorida polyvinylidene (PVDF) yang digunakan oleh tim Wang, suatu muatan listrik akan terakumulasi sebagai respon terhadap tekanan mekanik yang diterapkan. Hal ini dikenal sebagai efek piezoelektrik. Para peneliti merekayasa PVDF untuk menghasilkan energi listrik yang cukup dari pernafasan untuk mengoperasikan seperangkat elektronik kecil.

“Pada dasarnya, kami memanen energi mekanik dari sistem biologis. Aliran udara dari respirasi manusia normal biasanya di bawah sekitar dua meter per detik,” kata Wang. “Kami menghitung, jika kami bisa membuat bahan ini menjadi cukup tipis, getaran kecilnya bisa menghasilkan energi listrik mikrovat yang berguna untuk sensor atau perangkat lain yang dipasangkan di wajah.”

Para peneliti mengambil keuntungan dari kemajuan nanoteknologi dan elektronik miniatur untuk mengembangkan berbagai perangkat biomedis yang bisa memantau glukosa darah bagi para penderita diabetes atau menjaga baterai alat pacu jantung tetap terisi sehingga tidak perlu diganti. Apa yang diperlukan untuk menjalankan perangkat kecil adalah sebuah suplai listrik yang sangat kecil. Limbah energi dalam bentuk aliran, gerakan, panas, atau dalam hal ini kasus respirasi, menawarkan sumber daya yang konsisten.

Tim Wang menggunakan proses ion-etsa pada materi tipis sambil mempertahankan sifat piezoelektriknya. Dengan perbaikan, ia yakin ketebalannya dapat dikontrol sampai ke tingkat submikron. Karena PVDF merupakan biokompatibel, ia mengatakan pengembangannya merupakan kemajuan yang signifikan terhadap menciptakan sebuah perangkat skala mikro praktis untuk memanen energi dari respirasi.