1975 年,世界上第一块计算器手表问世。
这款采用 18 K 金打造的“原始版”可穿戴电子设备,当时的售价高达 3950 美元(如今的售价约为 2 万美元)。
高昂的价格,让大多数试图“先买为敬”的消费者们望而却步。
而且,过小的数字键需要使用搭配的手写笔才能点按准确,其电池也仅仅支持使用几个星期。
图|世界上第一块计算器手表 Pulsar尽管如此,这款计算器手表的问世,代表了可穿戴电子设备产业的开始。
自此以后,随着新技术、新材料、新工艺的出现,智能手环、虚拟现实头戴式耳机、智能眼镜等可穿戴电子设备开始“飞入寻常百姓家”,它们体积轻巧、佩戴方便,不仅可以更加高效地处理外部信息,还能监测人体活动和健康状况。
然而,如何更好地为可穿戴电子设备和个性化生物监测系统持续供电,仍然是科学家在当前面临的一项巨大挑战。
一种很有前途的解决方案是使用热传导发电机(TEG),它可以将身体的热量转化为电能。
热传导发电机,也被称为塞贝克发电器,是运用热电效应(塞贝克效应)将热(温度差)直接转换成电能的一种装置,一般转换效率约为 5-8%。
当一个热传导发电机的两端存在温差时,就会产生一个电压,而当一个电压施加于其上时,它也会产生一个温差。
因此,热电效应可以被用来产生电能、测量温度,冷却或加热物体。
但是,基于热电效应的旧式热传导发电机使用的是双金属接面,整体非常笨重。
同时,为保持工作效率,热传导发电机必须符合曲面设计以及将热障最小化,而且需要在发生大的形变情况下仍然显示出耐久性。
近日,来自华盛顿大学的研究团队在这一方向取得了新的突破——研发了一种由无机半导体和印刷多功能软质材料制成的高效可拉伸热传导发电机。
图|由多功能弹性体复合材料 3D 打印而成的可穿戴热传导发电机(