从健康和健身追踪器到虚拟现实耳机，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。该设备柔软且可拉伸，但坚固且高效——这些特性很难结合起来。
该团队于7月24日在AdvancedEnergyMaterials上发表了这些发现。
“如果我们收获热能，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，所以需要更高的功率密度，”华盛顿大学助理教授MohammadMalakooti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。”
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。
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。
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。
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。
“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。”
威斯康星大学机械工程硕士生YoungshangHan是该论文的第一作者。Leif-ErikSimonsen是另一位合著者。
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