從健康和健身追蹤器到虛擬現實設備，可穿戴電子產品已成為我們日常生活的一部分，但找到持續為這些設備供電的方法是一項挑戰。華盛頓大學的研究人員開發了一種創新的解決方案：首創的柔性、可穿戴熱電設備，可將體熱轉化為電能。
從健康和健身追蹤器到虛擬現實設備，可穿戴電子產品已成為我們日常生活的一部分，但找到持續為這些設備供電的方法是一項挑戰。
華盛頓大學的研究人員開發了一種創新的解決方案：首創的柔性、可穿戴熱電設備，可將體熱轉化為電能。該設備柔軟且可拉伸，但堅固且高效。
該團隊于 7 月 24 日在Advanced Energy Materials上發表了這些發現。
“如果我們收獲，否則會浪費在周圍環境中，這是 100% 的收益。因為我們想將這種能量用于自供電電子設備，所以需要更高的，”華盛頓大學助理教授 Mohammad Malakooti 說機械工業。“我們利用增材制造制造可拉伸電子產品，提高它們的效率并使其無縫集成到可穿戴設備中，同時回答基礎研究問題。”
即使在 30% 的應變下進行了 15,000 多次拉伸循環后，研究人員的原型設備仍保持完整功能，這是可穿戴電子設備和軟機器人非常理想的功能。與以前的可拉伸熱電發電機相比，該設備的功率密度也提高了 6.5 倍。
為了制造這些靈活的設備，研究人員 3D 打印了在每一層都具有工程化功能和結構特性的復合材料。填充材料含有液態金屬合金，可提供高導電性和導熱性。這些合金解決了以前設備的局限性，包括無法拉伸、低效的熱傳遞和復雜的制造工藝。
該團隊還嵌入了空心微球，將熱量引導至核心層的半導體，并減輕了設備的重量。
研究人員表明，他們可以將這些設備打印在可拉伸的紡織面料和曲面上，這表明未來的設備可以應用于服裝和其他物體。該團隊對可穿戴電子產品的未來可能性和現實應用感到興奮。
“我們研究的一個獨特方面是它涵蓋了整個范圍，從材料合成到器件制造和表征，”同時也是威斯康星大學納米工程系統研究所的研究員的 Malakooti 說。“這讓我們可以自由地設計新材料，設計過程中的每一步并發揮創造力。”
威斯康星大學機械工程碩士生 Youngshang Han 是該論文的第一作者。Leif-Erik Simonsen 是另一位合著者。
責編：Demi
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