可穿戴設備的一大局限在於其有限的續航能力,然而,若可穿戴技術能夠巧妙地利用人體自然散發的熱量作為動力源,這一瓶頸或可迎刃而解。華盛頓大學的研究團隊正是基於這一創新思路,成功研發出一種既靈活又耐用的電子原型設備。該設備不僅能從人體熱量中高效收集能量,轉化為電能,更展現出非凡的彈性與韌性,即便歷經多次刺穿與高達 2000 次的拉伸,依舊保持穩健運行。
在初步展示中,研究團隊已實現了利用皮膚散發的熱量為 LED 燈供電的壯舉,標誌著他們在探索高效、耐用且具備溫度感知功能的可穿戴設備道路上邁出了堅實的一步。展望未來,他們滿懷憧憬地將這一技術拓展至 VR 系統及更多元化的可穿戴配件領域,旨在為用戶帶來前所未有的便捷與體驗。

與傳統上剛性且易碎的熱電轉換設備截然不同,華盛頓大學的這項發明採用了高度靈活與柔軟的材料設計,完美貼合人體曲線,尤其是手臂等複雜形態,展現了卓越的適應性。
研究團隊通過精心模擬,篩選出最優的材料與結構組合,並在實驗室中手工構建了設備的每一部分。其核心部分——一個堅固的熱電半導體層,負責將熱能高效轉化為電能,被巧妙地包裹在低導熱性的3D列印複合材料中,既增強了能量轉換效率,又有效減輕了設備重量。
為了賦予設備出色的拉伸性、導電性以及自我修復能力,研究人員巧妙地將半導體與印刷的液態金屬軌跡相結合,同時在外層嵌入液態金屬液滴,這些金屬在室溫下保持液態,極大地優化了熱傳導並保持了設備的靈活性。
該團隊設想的應用場景未來遠不止於為 LED 供電。他們期待這項技術能夠成為電子設備散熱的「綠色衛士」,將多餘的熱量轉化為小型傳感器的能源,構建起一個自給自足、節能環保的監測系統。這樣的系統不僅能夠實時監控環境變化,還能顯著降低整體能耗,減少電池更換與維護的繁瑣。
值得一提的是,該設備還具備反向工作的潛力,即通過外部電力輸入實現加熱或冷卻功能,為智能溫控衣物、健康監測貼片等創新應用開闢了廣闊的空間。儘管目前的研究仍處於從高效、耐用溫度反饋設備起步的階段,但研究人員對將這一技術融入 VR 系統及更多可穿戴配件的願景充滿信心。