新型可穿戴发电机将体热转化为电能
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2026-03-30 09:02:54
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韩国首尔国立大学科学家研发出一款既纤薄又柔韧的“伪横向热电发电机”，可利用人体热量直接发电。这款可穿戴热电发电机未来有望广泛应用于智能服装、健康监测传感器及各类可穿戴电子产品中。相关论文发表于最新一期《科学进展》杂志。
热电发电机可将温差转化为电能，无需电池即可供电，被视为可穿戴电子设备的下一代理想能源。薄膜型热电发电机轻巧柔软，能舒适贴合皮肤或衣物，但也面临一大难题：此类热电发电机需要利用温差来发电，当它平贴于皮肤时，体热会直接穿透薄膜散入空气，就像热量穿过一张薄纸，整个装置几乎形不成温差，发电自然无从谈起。
以往，科学家尝试将器件弯折或做成三维柱状结构来克服这一瓶颈，却要牺牲薄膜的厚度与柔软性，削弱了其作为柔性设备的天然优势。
面对这一挑战，团队另辟蹊径，从根本上改变了热流的走向。他们在可拉伸硅橡胶基板的特定区域掺入导热铜纳米颗粒，使同一块基板内同时拥有高热导区与低热导区，构筑出“双导热性基板”。当热电半导体被置于温度交界处时，来自皮肤的热量不再垂直逸散，而是沿高热导区横向流动，从而在基板表面形成温区与凉区，即便在薄膜结构中也保留了有效温差，实现稳定发电。
借助这一思路，团队首次证明，仅通过改变基板内部热流方向，就可在薄膜中维持温差并发电。他们将这项技术命名为“伪横向热电发电机”，因其结构上模拟了传统横向热电效应。
这款可穿戴热电发电机即使在完全平坦的状态下，也能将体热转化为电能，无需弯曲或借助任何立体结构。此外，它采用油墨印刷工艺制造，兼具柔韧性和可扩展性，尺寸与形状可自由设计，且能像拼装积木一样灵活扩展。（记者刘霞）
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