在這個(gè)科技無處不在的時(shí)代，電池沒電帶來的不便我們?cè)偈煜げ贿^了。但對(duì)于那些依賴可穿戴醫(yī)療設(shè)備來監(jiān)測血糖、減少震顫甚至跟蹤心臟功能的人來說，花時(shí)間充電可能會(huì)帶來很大的風(fēng)險(xiǎn)。
卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)械工程系的研究人員首次證明，僅使用體溫即可為醫(yī)療保健設(shè)備供電。通過將脈搏血氧儀傳感器與由液態(tài)金屬、半導(dǎo)體和 3D 打印橡膠組成的柔性、可拉伸、可穿戴熱電能發(fā)電機(jī)相結(jié)合，該團(tuán)隊(duì)推出了一種有希望解決電池壽命問題的方法。
“這是邁向無電池可穿戴電子產(chǎn)品的第一步，”《先進(jìn)功能材料》雜志上發(fā)表的研究報(bào)告的第一作者、博士候選人梅森扎丹說。
該系統(tǒng)旨在通過無縫材料集成實(shí)現(xiàn)高機(jī)械和熱電性能，具有軟材料、TEG 陣列設(shè)計(jì)、低能耗電路板設(shè)計(jì)和板載電源管理方面的進(jìn)步。
“與我們過去的研究相比，這種設(shè)計(jì)將功率密度提高了約 40 倍，即 4000%。液態(tài)金屬環(huán)氧復(fù)合材料增強(qiáng)了熱電元件與設(shè)備與身體接觸點(diǎn)之間的導(dǎo)熱性，”機(jī)械工程教授兼軟機(jī)器實(shí)驗(yàn)室主任 Carmel Majidi 解釋說。
為了測試其電壓輸出，該設(shè)備在靜止和運(yùn)動(dòng)時(shí)被佩戴在參與者的胸部和手腕上。
“當(dāng)設(shè)備戴在參與者的手腕上并且參與者在運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們看到了更大的輸出，”扎丹說。“當(dāng)參與者移動(dòng)時(shí)，設(shè)備的一側(cè)會(huì)因氣流增加而冷卻，而另一側(cè)會(huì)因體溫升高而變熱。步行和跑步產(chǎn)生了理想的溫差。”
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