3D打印柔性可穿戴设备

华盛顿大学的研究人员开发了第一种软性可穿戴热电设备，将体热转化为电能。

从健康监测、健身跟踪器到虚拟现实耳机，可穿戴电子产品已经成为我们日常生活的一部分。华盛顿大学的研究人员最近在《先进能源材料》杂志上发表了一篇文章，称他们创造了一种可以将体热转化为电能的软可穿戴热电设备。该设备具有一般难以结合的特点：柔软、可拉申、坚固、高效。

华盛顿大学机械工程助理教授穆罕默德·马拉库迪说：“如果我们收集浪费在周围环境中的热能，这将是100%的收入。然而，这种能量需要更高的功率密度才能用于自供电电子产品。使用3D打印制造的可拉申电子设备可以提高效率，并将其无缝集成到可穿戴设备中。”

研究人员制造了一种原始设备，即使在30%的应变下进行了15000次拉申循环后，它仍然保持着完整的功能，这对于可穿戴电子设备和灵活的机器人来说是非常理想的。与以前的可拉申热电发电机相比，该设备的功率密度增加了6.5倍。

为了制造这种原始设备，研究人员在每层3D打印了具有工程功能和结构特征的复合材料。填料中含有液态金属合金，可提供高导电性和传热性。这些合金解决了以前设备的局限性，包括无法拉伸、低效传热和复杂的制造工艺。该团队还嵌入了一个空心微球，将热量引导到核心层的半导体中，并减轻了设备的重量。

研究人员表示，他们可以在可拉伸的纺织面料和曲面上打印这些设备，这表明未来的设备可以用于服装和其他物体。这项研究的一个独特之处是，它涵盖了从材料生成到设备生产和特征的整个范围，这使得研究人员可以自由设计新材料并充分发挥他们的创造力。