據(jù)發(fā)表在最新一期《先進功能材料》雜志上的一項研究，美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機械工程系研究團隊開發(fā)出一種僅用體溫即可為醫(yī)療保健儀器供電的設(shè)備，有望解決可穿戴設(shè)備充電的問題。

在現(xiàn)代化生活中，設(shè)備電池沒電會帶來不小的麻煩。尤其對那些依賴可穿戴醫(yī)療保健設(shè)備來監(jiān)測血糖、跟蹤心臟功能的人來說，花費過多時間充電可能會帶來巨大風(fēng)險。

研究人員將一種熱能發(fā)電機與脈搏血氧儀傳感器相結(jié)合。熱能發(fā)電機利用液態(tài)金屬和半導(dǎo)體通過3D打印橡膠集成在一起，成為一種柔性可拉伸的可穿戴裝置。其中的關(guān)鍵在于，他們使用了液體金屬環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，增強了熱電元件與設(shè)備及身體接觸點之間的導(dǎo)熱性。與該團隊過去的研究相比，這種設(shè)計將功率密度提高了大約40倍。

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為了測試其電壓輸出，研究人員在參與者休息和運動時將該設(shè)備戴在他們的胸部和手腕上。結(jié)果顯示，當(dāng)參與者運動時，其手腕上的設(shè)備輸出更大。原因是在運動時，設(shè)備的一側(cè)會因氣流增加而冷卻，另一側(cè)因體溫上升而變熱。步行和跑步創(chuàng)造了理想的溫度差，這可以為設(shè)備供電。

系統(tǒng)的設(shè)計旨在通過無縫材料集成，實現(xiàn)高機械性和熱電性能，在軟材料、溫差發(fā)電（TEG）陣列設(shè)計、低功耗電路板設(shè)計和機載電源管理方面取得進步。

研究論文第一作者梅森·扎丹表示，這是邁向無電池可穿戴電子產(chǎn)品的第一步。未來，研究團隊還將改進電氣性能，促使其從概念驗證轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢詫嶋H使用的產(chǎn)品。