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熱電系統(tǒng)可利用溫差來(lái)發(fā)電，此前已有研究團(tuán)隊(duì)將之應(yīng)用于世界上小的冰箱、燒火取電、甚至特殊的涂料。不過(guò)本文要為大家介紹的，則是由科羅拉多大學(xué)科學(xué)家們打造的一款“可穿戴式人體熱電收集”小裝置。除了能夠以戒指的形式從人身上收集能量，它甚至可在受損時(shí)實(shí)施自我修復(fù)。
據(jù)悉，新型裝置是該校工程團(tuán)隊(duì)早期研究的一個(gè)延伸。研究團(tuán)隊(duì)曾于2018年展示一款能夠彎折、扭曲和貼合佩戴者體表的電子皮膚，并且嵌入了傳感器。
起初這項(xiàng)技術(shù)僅被小心地用于可穿戴計(jì)算機(jī)，不過(guò)它讓人感到激動(dòng)的一點(diǎn)，就是能夠在受損時(shí)自我修復(fù)。
顯然，這項(xiàng)特性與電子皮膚所采用的特殊聚合物(聚亞胺 / Polyimine)有很大關(guān)系。在摻雜了納米銀顆粒之后，材料結(jié)構(gòu)中可形成一種化學(xué)鍵。
一旦發(fā)生了撕裂，受損部位的化學(xué)鍵即可完成自行修復(fù)。不同的是，本文介紹的這項(xiàng)新研究，無(wú)需像電子皮膚那樣，為熱電環(huán)連接到外部電源。
取而代之的是，熱電環(huán)能夠利用穿戴者身體與環(huán)境的溫差實(shí)現(xiàn)“自體供電”。該功能由種植在聚亞胺基上的微小熱電芯片組成，且微觀上通過(guò)液態(tài)金屬線連接。
研究人員指出，該裝置能夠通過(guò)其覆蓋的每平方厘米皮膚產(chǎn)生1伏特的電壓。雖然數(shù)值看起來(lái)很小，但足以為智能手表 / 健身追蹤器等可穿戴設(shè)備供電。
為了增強(qiáng)輸出功率，研究團(tuán)隊(duì)也提出了可將之組合形成大面積連接的想法。如果放大到腕帶的水平，該裝置可產(chǎn)生大約5V的電壓。
后，這種裝置還是用了完全可回收的材料來(lái)打造，所有組件都能夠溶解或分離，后續(xù)可通過(guò)浸入特殊溶液并投入重新使用。
論文資深作者、CU Boulder 機(jī)械工程系副教授肖建良(音譯)表示，他們正在努力改善新裝置的制造成本和可靠性，同時(shí)盡可能地將對(duì)環(huán)境的影響降至低。
有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在今日出版的《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advanced)期刊上。
(原標(biāo)題：科學(xué)家發(fā)明新型熱電裝置 可穿戴收集能量和自我修復(fù))
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