피트니스 트래커 및 기타 웨어러블 장치의 단점 중 하나는 배터리가 결국 방전된다는 것입니다.하지만 미래에 웨어러블 기술이 체온을 이용해 스스로 전력을 공급할 수 있다면 어떨까요?

UW 연구진은 에너지를 수확할 수 있는 유연하고 내구성이 뛰어난 전자 프로토타입을 개발했습니다.체온이를 배터리, 센서 또는 LED와 같은 소형 전자 장치에 전력을 공급하는 데 사용할 수 있는 전기로 전환합니다.이 장치는 탄력성도 뛰어납니다. 여러 번 뚫고 2,000번 늘려도 여전히 작동합니다.

팀은 이러한 프로토타입을 논문에 자세히 설명했습니다.출판됨8월 30일첨단소재.

"나는 오래 전에 이 비전을 가지고 있었습니다"라고 UW 기계공학과 조교수인 수석 저자인 Mohammad Malakooti가 말했습니다."이 장치를 피부에 착용하면 체온을 사용하여 LED에 직접 전원을 공급합니다. 장치를 착용하자마자 LED가 켜집니다. 이전에는 불가능했습니다."

전통적으로 열을 사용하여 전기를 생성하는 장치는 단단하고 부서지기 쉽지만 Malakooti와 팀은 이전에 누군가의 팔 모양에 맞도록 매우 유연하고 부드러운 장치를 만들었습니다.

이 장치는 처음부터 설계되었습니다.연구원들은 재료와 장치 구조의 최상의 조합을 결정하기 위해 시뮬레이션을 시작한 다음 실험실에서 거의 모든 구성 요소를 만들었습니다.

세 가지 주요 레이어가 있습니다.중앙에는 견고한 열전 장치가 있습니다.반도체열을 전기로 바꾸는 일을 하는 것입니다.이 반도체는 3D 프린팅된 복합재로 둘러싸여 있습니다.낮은 열전도율, 이는 에너지 변환을 향상시키고 장치의 무게를 줄입니다.

신축성, 전도성 및 전기적 자가 치유 기능을 제공하기 위해 반도체는 인쇄된 액체 금속 트레이스와 연결됩니다.또한 액체 금속 방울이 외부 레이어에 내장되어 있어열전달금속은 상온에서 액체 상태로 유지되기 때문에 반도체에 대한 유연성을 유지합니다.반도체를 제외한 모든 것은 Malakooti 연구실에서 설계 및 개발되었습니다.

Malakooti는 웨어러블 기기 외에도 다른 애플리케이션에도 유용할 수 있다고 말했습니다.한 가지 아이디어는 뜨거워지는 전자 제품과 함께 이러한 장치를 사용하는 것입니다.

Malakooti는 "이것을 따뜻한 전자 장치에 붙이고 과도한 열을 사용하여 작은 센서에 전력을 공급하는 것을 상상할 수 있습니다"라고 말했습니다."이것은 특히 다음과 같은 경우에 도움이 될 수 있습니다.데이터 센터서버와 컴퓨팅 장비는 상당한 전력을 소비하고 열을 발생시키므로 이를 시원하게 유지하려면 더 많은 전력이 필요합니다.

"우리 장치는 그 열을 포착하여 온도 및 습도 센서에 전원을 공급하는 데 용도를 변경할 수 있습니다. 이 접근 방식은 상태를 모니터링하는 동시에 전반적인 온도를 낮추는 독립형 시스템을 생성하기 때문에 더욱 지속 가능합니다.에너지 소비.또한 유지 관리, 배터리 교체 또는 새 배선 추가에 대해 걱정할 필요가 없습니다."

이러한 장치는 전기를 추가하면 표면을 가열하거나 냉각할 수 있어 응용 분야의 또 다른 길을 열어준다는 점에서 반대로 작동합니다.

"우리는 언젠가 이 기술을가상 현실 시스템피부에 뜨겁거나 차가운 느낌을 주거나 전반적인 편안함을 향상시키는 기타 웨어러블 액세서리가 있습니다.”라고 Malakooti는 말했습니다. “그러나 아직은 그 수준에 도달하지 못했습니다.현재 우리는 효율적이고 내구성이 뛰어나며 온도 피드백을 제공하는 웨어러블부터 시작하고 있습니다."