2018年9月11日

 

隨著人們用感測器作為醫療工具來監測身體健康，可穿戴技術的使用正在增加。所有這些 需要電荷或電池來運行，但是少數研究人員正試圖將電池取出。德州農工大學的研究人員正在這樣做。他們設法利用人的體溫為所有這些感測器供電。

雖然看起來大相徑庭，但燈泡和人類有一些共同點。

德州農工大學教授傑米·葛籣林說：“一般人就像是一個80瓦的電燈泡。”

傑米·葛籣林教授試圖在他的實驗室中，實現將身體散發的熱量轉化為有用的電能。他們的想法是創造一種可印刷、可塗抹的熱電材料，從而可以利用體熱為健康感測器等設備供電。它尤其可以幫助到運動員和軍人。

 

他說：“你想知道是否有人出現腦震盪、脫水或類似的症狀，這些症狀是即時發生的。你不想在你的身體上戴一個像電池一樣的物體，因為如果你跌倒或發生一些意外，你可能會傷到自己，這是一個問題，所以你需要讓自身變成電池。”

當一個人產生熱量時，外面的溫度通常更冷，而溫差就會產生電壓。葛籣林說，解決這一問題的關鍵是塗有熱電技術的特殊織物。

他說： “我們的塗層覆蓋在紡織品的每根纖維上，因此簡單地說，紡織品需要接觸熱源，或者足夠接近熱源來感受熱量。”

人們散發的熱量越多，溫差越大，產生的電壓就越大。

 

葛籣林說：“我們的目標是設計一種效率可以達到甚至超過10％的設備。這意味著，如果我產生80瓦特，我希望能夠獲得8瓦特的功率。”

研究人員利用奈米碳管、聚合物和一種被稱為石墨烯的奈米碳粒子，來改進這種墨水般的可印刷材料，使得效率能達到10%，或是能達到1伏特。但這件事行之不易。

德州農工大學研究生卡洛琳·朗說：“產生一個電壓是可行的，但我們需要多少材料來獲得一個電壓。因為我們需要盡可能少的材料，因此需要結合不同的聚合物、不同數量的多壁或雙壁奈米碳管、作為添加材料的石墨烯，才能精確的為熱電材料創造電子的最佳路徑。”

 

最終目標是創造一種可以大量生產的產品。

葛籣林說：“這並非天方夜譚。而是何時能實現。是一年還是五年？”

他說，這一問題的答案，取決於他們開創性研究所帶來的資金和人力。