作为戒指佩戴的热电发电机。信用:肖实验室科罗拉多大学博尔德分校的研究人员开发了一种新的低成本可穿戴设备，可以将人体转化为生物电池。今天在《科学进展》杂志上描述的这种装置有足够的弹性，你可以像戴戒指、手镯或任何其他接触皮肤的附件一样佩戴。它还利用人的自然热量——利用热电发电机将人体内部温度转化为电能。
“未来，我们希望能够为你的可穿戴电子设备供电，而不必包括电池，”这篇新论文的资深作者、博尔德大学机械工程系副教授肖说。
这个概念听起来可能有点像《黑客帝国》系列电影，在这部电影中，一群机器人奴役了人类，以获取他们宝贵的有机能量。肖和他的同事们并没有那么雄心勃勃:他们的设备可以为每平方厘米的皮肤空间产生大约1伏的能量——比大多数现有电池提供的单位面积电压更低，但仍然足以为手表或健身追踪器等电子设备供电。
科学家们此前曾试验过类似的热电可穿戴设备，但肖的这种设备具有弹性，受损后可以自我修复，并且完全可以回收利用，是传统电子产品更清洁的替代品。
“无论何时你使用电池，你都在耗尽电池，最终需要更换它，”肖说。“我们的热电装置的好处是，你可以戴着它，它为你提供持续的电力。”
高科技珠宝
这个项目并不是肖第一次尝试将人类和机器人融合在一起。他和他的同事此前曾尝试设计“电子皮肤”，即外观和行为都很像真实人类皮肤的可穿戴设备。然而，安卓表皮必须连接到外部电源才能工作。
直到现在。该组织的最新创新始于一个由弹性材料聚亚胺制成的底座。然后，科学家们将一系列热电芯片粘在底座上，用液态金属线将它们连接起来。最终的产品看起来像是一个塑料手镯和微型电脑主板或者一个高科技钻戒的混合体。
肖说:“我们的设计使整个系统可拉伸，而不会给热电材料带来太大的应变，热电材料可能真的很脆。
假装你出去慢跑了。当你运动时，你的身体会变热，热量会散发到你周围的冷空气中。肖的装置捕捉到了能量的流动，而不是让它白白浪费掉。
“热电发电机与人体紧密接触，它们可以利用正常情况下散发到环境中的热量，”他说。
乐高积木
他补充说，你可以通过增加更多的发电机组来轻松提高功率。从这个意义上说，他把自己的设计比作一个受欢迎的儿童玩具。
“我能做的就是把这些较小的单元组合起来，得到一个更大的单元，”他说。“这就像把一堆乐高小块拼在一起，做成一个大结构。它为您提供了许多定制选项。”
例如，肖和他的同事计算出，一个快步走的人可以使用一个典型的运动腕带大小的设备来产生大约5伏的电力——这超过了许多手表电池所能产生的电量。
就像肖的电子皮肤一样，新设备和生物组织一样具有弹性。例如，如果你的设备撕裂了，你可以把断裂的两端捏在一起，它们会在几分钟内密封起来。当你用完这个装置后，你可以把它浸泡在一种特殊的溶液中，这种溶液可以分离出电子元件，溶解聚亚胺碱——然后这些成分中的每一种都可以重复使用。
“我们正在努力使我们的设备尽可能便宜和可靠，同时对环境的影响也尽可能接近于零，”肖说。
虽然设计中仍有一些问题需要解决，但他认为他的团队的设备可能会在5到10年后上市。别告诉机器人。我们不想让他们有任何想法。
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