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新型热电装置可用于智能穿戴设备的能量供给和自我修复
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新型热电装置可用于智能穿戴设备的能量供给和自我修复新型热电装置可用于智能穿戴设备的能量供给和自我修复

在此之前,一个研究小组已经将热电系统应用到了世界上最小的冰箱,烧火取电,甚至是涂料中,从而实现了发电。然而,这篇文章要介绍的,就是一个由科罗拉多大学科学家制作的“可穿戴式人体热电收集”的小装置。它不仅能以指环的形式从人身上收集能量,还能在受损后进行自我修复。

据介绍,这一新装置是该校工程队前期研究的延伸。该研究小组在2018年展示了一种电子皮肤,它可以弯曲、扭曲和贴合佩戴者的体表,并将传感器嵌入其中。最初,这一技术只是被谨慎地应用于可穿戴电脑,但最令人兴奋的是,它可以在电脑损坏时进行自我修复。很明显,这种性质和电子皮肤使用的特殊聚合物(聚亚胺/Polyimine)密切相关。纳米银粒子被掺杂后,在材料的结构中就会形成化学键。

当撕裂发生时,损伤部位的化学键就自动完成修复。区别在于,这篇文章介绍的新研究,不需要像电子皮肤一样连接外部热电环。相反,热电环可以利用佩戴者身体和环境的温差来实现“自供电”。其功能是将微型热电芯片植入聚亚胺基板上,并通过液态金属丝与其连接。

研究者指出,这种设备可以在它所覆盖的每平方厘米皮肤上产生1伏特的电压。尽管这个数字看起来很小,但却足以为智能手表/健康追踪这样的可穿戴设备供电。

为提高输出功率,研究小组还提出了将它们结合起来形成大范围连接的设想。若放大到腕带的水平,设备就会产生约5V电压。最终,这一设备仍然是采用完全可回收的材料建造的,所有部件都可以被溶解或分离,随后可以通过浸入特殊溶液再投入使用。

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