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华盛顿大学首创用人体热能为可穿戴电子设备供电

2022-08-02 16:34:22 华盛顿大学 阅读:
从健康和健身追踪器到虚拟现实设备,可穿戴电子产品已成为我们日常生活的一部分,但找到持续为这些设备供电的方法是一项挑战。华盛顿大学的研究人员开发了一种创新的解决方案:首创的柔性、可穿戴热电设备,可将体热转化为电能。

从健康和健身追踪器到虚拟现实设备,可穿戴电子产品已成为我们日常生活的一部分,但找到持续为这些设备供电的方法是一项挑战。rA6ednc

华盛顿大学的研究人员开发了一种创新的解决方案:首创的柔性、可穿戴热电设备,可将体热转化为电能。该设备柔软且可拉伸,但坚固且高效。rA6ednc

该团队于 7 月 24 日在Advanced Energy Materials上发表了这些发现。rA6ednc

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“如果我们收获,否则会浪费在周围环境中,这是 100% 的收益。因为我们想将这种能量用于自供电电子设备,所以需要更高的,”华盛顿大学助理教授 Mohammad Malakooti 说机械工业。“我们利用增材制造制造可拉伸电子产品,提高它们的效率并使其无缝集成到可穿戴设备中,同时回答基础研究问题。”rA6ednc

即使在 30% 的应变下进行了 15,000 多次拉伸循环后,研究人员的原型设备仍保持完整功能,这是可穿戴电子设备和软机器人非常理想的功能。与以前的可拉伸热电发电机相比,该设备的功率密度也提高了 6.5 倍。rA6ednc

为了制造这些灵活的设备,研究人员 3D 打印了在每一层都具有工程化功能和结构特性的复合材料。填充材料含有液态金属合金,可提供高导电性和导热性。这些合金解决了以前设备的局限性,包括无法拉伸、低效的热传递和复杂的制造工艺。rA6ednc

该团队还嵌入了空心微球,将热量引导至核心层的半导体,并减轻了设备的重量。rA6ednc

研究人员表明,他们可以将这些设备打印在可拉伸的纺织面料和曲面上,这表明未来的设备可以应用于服装和其他物体。该团队对可穿戴电子产品的未来可能性和现实应用感到兴奋。rA6ednc

“我们研究的一个独特方面是它涵盖了整个范围,从材料合成到器件制造和表征,”同时也是威斯康星大学纳米工程系统研究所的研究员的 Malakooti 说。“这让我们可以自由地设计新材料,设计过程中的每一步并发挥创造力。”rA6ednc

威斯康星大学机械工程硕士生 Youngshang Han 是该论文的第一作者。Leif-Erik Simonsen 是另一位合著者。rA6ednc

责编:Demi
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