科学家研发无需充电的可穿戴设备技术

韩国科学技术研究院（KIST）3月3日宣布，该院Kim Jin-sang 博士领导的研究团队开发出一种能够利用体温半永久性发电的柔性热电元件。该元件的特点是含有海绵状的聚二甲基硅氧烷（PDMS），并通过柔性硅化合物有效地阻断热量，有望通过减少充电的必要性，促进智能手环等各种可穿戴设备的使用。

在大多数热电元件中，硬陶瓷基板支撑着热电半导体。因此，将元件用于弯曲的部分是不容易的。而柔性热电元件则没有陶瓷基板，其柔性高分子材料包围着热电半导体，使元件易于弯曲。

当该元件在人体上时，在作为便携式“空调”使用的同时，还可以实现半永久性发电。为此，该技术在用于人体的电子设备领域备受关注。但是，作为柔性基板的高分子材料具有较高的导热性，材料的热量无法被阻挡，与硬基板型热电元件相比，其性能存在问题。

研究团队将液态有机硅化合物倒在糖块上，使其硬化，然后将糖在水中熔化去除，制成了一种海绵状高分子材料。结果，细小的气泡带走了糖的部分，热阻隔能力提高了50%以上，热传导被有效阻断。用这种基材作为支撑热电元件的框架，使其柔性和性能同时得到保证。

该团队研发的柔性热电元件比现有的柔性热电元件性能至少提高了20%。该团队通过使用其元件，成功开启了具有体温的LED灯。

该团队解释说：“我们仅仅通过浇筑和硬化过程，就将柔性热电元件的效率提升到了现有商用热电元件的效率水平，这非常简单和经济。”该团队还补充说：“如果使用足够数量的热电元件，预计智能手环可以只用体温来使用。”相关研究成果已发表在本月的《纳米能源》杂志上。
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