无需充电即可使用可穿戴设备的源技术开发

尽管各种可穿戴电子设备(例如智能手环)不断发展和商业化，但这些设备的发展受到一个主要限制的制约，因为它们经常需要充电。然而，韩国研究团队开发的一项新技术已成为热门话题，因为它显示出克服可穿戴电子设备这一限制的巨大潜力。

韩国科学技术研究院 (KIST) 宣布，由全北先进复合材料研究所所长 Jin-Sang Kim 领导的研究小组开发出一种高效柔性热电装置，该装置能够自主产生一些其运行所需的电力来自体热。该团队开发的设备具有增强的隔热能力，通过将柔性有机硅化合物 (PDMS) 制造成海绵状结构，然后将其用作创新性增强设备性能的框架。

热电装置能够利用装置两端的温差发电，并且已被用作环保型发电机，例如汽车发动机热量或发电厂的废热。相反，通过向热电装置供电，可以冷却装置的一端，而另一端产生热量，从而使它们也可用于小型冰箱、车辆冷却片和半导体设备的温度控制系统。

普通的热电器件通常具有支撑热电半导体的刚性陶瓷基板，这使得它们难以在弯曲表面上使用，而在柔性热电器件中，与陶瓷基板相反，聚合物材料封装了热电半导体，从而允许器件弯曲容易地。当这种设备戴在身上时，可以自动发电，它也有可能用作便携式空调。因此，柔性热电器件在可穿戴电子设备领域备受关注。然而，用于生产柔性基板的高分子材料具有高导热性，因此不能在设备的两端阻挡热量。因此，迄今为止生产的柔性器件存在着无法与具有刚性基板的商用热电器件相媲美的致命缺点。

在寻求解决这个问题的过程中，KIST 的研究团队制造了一种海绵状聚合物材料，首先将有机硅化合物溶液倒在方糖上，让溶液凝固，然后将方糖溶解在水中。结果，当方糖溶解时，方糖所占据的空间变成了由微小气泡组成的结构。这种结构的隔热能力比传统材料高50%，能够有效阻挡热量的传递。KIST 的团队使用这种基板作为支撑框架来开发一种不会损失性能的柔性热电设备。该团队的设备表现出优于现有柔性热电设备 20% 以上的性能，并与现有的商业设备相媲美。研究团队(包括第一共同作者：Sung-Jin Jung 博士、Joonchul Shin 博士)能够成功地利用他们的灵活用体温打开 LED 灯的装置。

KIST 全北分部的 Jin-Sang Kim 主任表示：“我们的柔性热电设备的效率通过简单、廉价的过程提高到与商用热电设备相当的水平，该过程需要将溶液倒在糖上并允许溶液来巩固。” 他还评论说，“如果我们使用足够数量的热电设备，肯定有可能生产出仅依靠体热工作的智能手环。”

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