健身追蹤器和其他穿戴式裝置的缺點之一是它們的電池最終會耗盡電量。但如果未來穿戴式科技可以利用體熱為自身供電呢？

華盛頓大學研究人員開發了一種靈活、耐用的電子原型，可以從體熱並將其轉換為電能，為電池、感測器或 LED 等小型電子設備供電。該裝置還具有彈性，即使被刺穿數次並拉伸 2,000 次後仍能發揮作用。

團隊在論文中詳細介紹了這些原型發表8 月 30 日先進材料。

「我很久以前就有了這個願景，」華盛頓大學機械工程系助理教授、資深作者穆罕默德·馬拉庫蒂（Mohammad Malakooti）說。「當你把這個設備放在皮膚上時，它會利用你的體熱直接為 LED 供電。一旦你戴上設備，LED 就會亮起來。這在以前是不可能的。”

傳統上，利用熱量發電的設備堅硬且易碎，但 Malakooti 和團隊之前創造了一種高度靈活且柔軟的設備，使其能夠貼合某人手臂的形狀。

該設備是從頭開始設計的。研究人員首先透過模擬來確定材料和設備結構的最佳組合，然後在實驗室中創建了幾乎所有組件。

它有三個主要層。中心是剛性熱電半導體完成將熱能轉換為電能的工作。這些半導體被 3D 列印的複合材料包圍低導熱率，這增強了能量轉換並減輕了設備的重量。

為了提供可拉伸性、導電性和電自癒性，半導體與印刷的液態金屬跡線連接。此外，液態金屬滴嵌入外層以改善傳熱半導體並保持靈活性，因為金屬在室溫下保持液態。除了半導體之外的所有東西都是在馬拉庫蒂的實驗室設計和開發的。

馬拉庫蒂說，除了穿戴式裝置之外，這些設備還可以用於其他應用。一種想法是將這些設備與發熱的電子設備一起使用。

「你可以想像將它們黏在溫暖的電子設備上，並利用多餘的熱量為小型感測器供電，」馬拉庫蒂說。「這可能特別有幫助資料中心伺服器和計算設備消耗大量電力並產生熱量，需要更多電力來保持冷卻。

「我們的設備可以捕捉這些熱量，並將其重新用於為溫度和濕度感測器供電。這種方法更具可持續性，因為它創建了一個獨立的系統，可以監控條件，同時減少整體溫度和濕度。能源消耗。另外，無需擔心維護、更換電池或添加新接線。

這些設備也可以反向工作，因為增加電力可以加熱或冷卻表面，這開闢了另一條應用途徑。

“我們希望有一天能夠將這項技術添加到虛擬實境系統和其他可穿戴配件，以在皮膚上產生冷熱感覺或增強整體舒適度，」Malakooti 說。「但我們還沒有做到這一點。目前，我們從高效、耐用並提供溫度反饋的可穿戴設備開始。