健身追踪器和其他可穿戴设备的缺点之一是它们的电池最终会耗尽电量。但如果未来可穿戴技术可以利用体热为自身供电呢？

华盛顿大学研究人员开发了一种灵活、耐用的电子原型，可以从体热并将其转化为电能，为电池、传感器或 LED 等小型电子设备供电。该装置还具有弹性，即使被刺穿数次并拉伸 2,000 次后仍能发挥作用。

该团队在论文中详细介绍了这些原型发表8 月 30 日先进材料。

“我很久以前就有了这个愿景，”华盛顿大学机械工程系助理教授、资深作者穆罕默德·马拉库蒂（Mohammad Malakooti）说。“当你把这个设备放在皮肤上时，它会利用你的体热直接为 LED 供电。一旦你戴上设备，LED 就会亮起来。这在以前是不可能的。”

传统上，利用热量发电的设备坚硬且易碎，但 Malakooti 和团队之前创造了一种高度灵活且柔软的设备，使其能够贴合某人手臂的形状。

该设备是从头开始设计的。研究人员首先通过模拟来确定材料和设备结构的最佳组合，然后在实验室中创建了几乎所有组件。

它具有三个主要层。中心是刚性热电半导体完成将热能转化为电能的工作。这些半导体被 3D 打印的复合材料包围低导热率，这增强了能量转换并减轻了设备的重量。

为了提供可拉伸性、导电性和电自愈性，半导体与印刷的液态金属迹线连接。此外，液态金属滴嵌入外层以改善传热半导体并保持灵活性，因为金属在室温下保持液态。除了半导体之外的所有东西都是在马拉库蒂的实验室设计和开发的。

马拉库蒂说，除了可穿戴设备之外，这些设备还可以用于其他应用。一种想法是将这些设备与发热的电子设备一起使用。

“你可以想象将它们粘在温暖的电子设备上，并利用多余的热量为小型传感器供电，”马拉库蒂说。“这可能特别有帮助数据中心服务器和计算设备消耗大量电力并产生热量，需要更多电力来保持冷却。

“我们的设备可以捕获这些热量，并将其重新用于为温度和湿度传感器供电。这种方法更具可持续性，因为它创建了一个独立的系统，可以监控条件，同时减少整体温度和湿度。能源消耗。另外，无需担心维护、更换电池或添加新接线。”

这些设备也可以反向工作，因为增加电力可以加热或冷却表面，这开辟了另一条应用途径。

“我们希望有一天能够将这项技术添加到虚拟现实系统和其他可穿戴配件，以在皮肤上产生冷热感觉或增强整体舒适度，”Malakooti 说。“但我们还没有做到这一点。目前，我们从高效、耐用并提供温度反馈的可穿戴设备开始。”