科学家发明新型热电装置 可穿戴收集能量和自我修复

　　热电系统可利用温差来发电，此前已有研究团队将之应用于世界上最小的冰箱、烧火取电、甚至特殊的涂料。不过本文要为大家介绍的，则是由科罗拉多大学科学家们打造的一款“可穿戴式人体热电收集”小装置。除了能够以戒指的形式从人身上收集能量，它甚至可在受损时实施自我修复。

　　据悉，新型装置是该校工程团队早期研究的一个延伸。研究团队曾于 2018 年展示一款能够弯折、扭曲和贴合佩戴者体表的电子皮肤，并且嵌入了传感器。

　　起初这项技术仅被小心地用于可穿戴计算机，不过它最让人感到激动的一点，就是能够在受损时自我修复。

　　显然，这项特性与电子皮肤所采用的特殊聚合物（聚亚胺 / Polyimine）有很大关系。在掺杂了纳米银颗粒之后，材料结构中可形成一种化学键。

　　一旦发生了撕裂，受损部位的化学键即可完成自行修复。不同的是，本文介绍的这项新研究，无需像电子皮肤那样，为热电环连接到外部电源。

　　取而代之的是，热电环能够利用穿戴者身体与环境的温差实现“自体供电”。该功能由种植在聚亚胺基上的微小热电芯片组成，且微观上通过液态金属线连接。

　　研究人员指出，该装置能够通过其覆盖的每平方厘米皮肤产生 1 伏特的电压。虽然数值看起来很小，但足以为智能手表 / 健身追踪器等可穿戴设备供电。

　　为了增强输出功率，研究团队也提出了可将之组合形成大面积连接的想法。如果放大到腕带的水平，该装置可产生大约 5V 的电压。

　　最后，这种装置还是用了完全可回收的材料来打造，所有组件都能够溶解或分离，后续可通过浸入特殊溶液并投入重新使用。

　　论文资深作者、CU Boulder 机械工程系副教授肖建良（音译）表示，他们正在努力改善新装置的制造成本和可靠性，同时尽可能地将对环境的影响降至最低。

　　有关这项研究的详情，已经发表在今日出版的《科学进展》（Science Advanced）期刊上。

　　原标题为《High-performance wearable thermoelectric generator with self-healing, recycling, and Lego-like reconfiguring capabilities》。