研究人员研发出超薄薄膜，可利用体温为可穿戴设备供电

IT之家报道称，澳大利亚昆士兰科技大学（QUT）的研究人员日前研发出一种超薄柔性热电薄膜，可以利用人体热量来为可穿戴设备提供电力，甚至有可能取代电池，同时还可用于智能手机和电脑芯片的散热。

长期以来，人们致力于开发将温差转化为电能的热电设备，以供可穿戴电子产品使用。然而，生产柔性、高效且具有商业可行性的产品一直面临多重挑战，包括柔韧性不足、制造工艺复杂、成本高昂以及性能不佳等问题，这些问题一直制约着柔性无机热电器件在可穿戴电子产品和高端散热应用中的规模化生产和商业化。

QUT的Zhi-Gang Chen教授及其团队似乎已成功克服了这些挑战，他们在《科学》杂志上发表的研究成果介绍了一种经济高效的柔性热电薄膜生产技术。其核心创新在于使用微小晶体，即“纳米粘合剂”，形成了一层均匀的碲化铋薄片，从而提高了效率和柔韧性。

据悉，该团队的方法结合了溶剂热合成、丝网印刷和烧结技术。溶剂热合成在高压高温的溶剂中产生纳米晶体，丝网印刷实现了大规模薄膜生产。烧结过程将薄膜加热到接近熔点，有效地将颗粒结合在一起。

最终制成的可印刷薄膜由高度取向的Bi₂Te₃基纳米片晶粒和作为纳米粘合剂的Te纳米棒组成。组装成柔性热电器件后，该薄膜的功率密度在丝网印刷器件中名列前茅。

这项技术开启了一系列潜在应用。“柔性热电器件可以舒适地佩戴在皮肤上，有效地将人体和周围空气之间的温差转化为电能，”Chen教授指出。

除了为可穿戴电子产品提供电力，该薄膜还可用于个人热管理。例如，将柔性热电器件集成到纺织品中，为智能服装带来新的可能性，这些器件可用于寒冷环境中的自供电加热服装。

先前的研究显示，柔性热电器件可为各领域的能源收集和热管理提供创新解决方案。

在汽车行业中，通过利用汽车内外的温差，将柔性热电器件整合到车辆中，为无电池的自动驾驶距离检测传感器提供电力。这些器件还可从排气管和其他发热部件中收集能量，提高燃油效率并减少排放。

医疗领域也将受益匪浅。柔性热电器件使用体温为植入医疗设备供电，无需更换电池，降低并发症风险。此外，它们可实现连续、非侵入式的体温监测系统，为健康监测提供宝贵数据。

在更广泛的范围内，柔性热电器件有望从基础设施中收集废热。通过贴附管道、机械或建筑构件的曲面，这些器件能从未经开发的热源中发电，提高建筑和工业流程的能源效率。

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