我們都知道，世界上的萬物在運行的時候，都需要大量的能量去運行，這將會產(chǎn)生大量的能量的消耗，為了進一步的減少對能量的消耗，人們?yōu)榇思訌娧芯浚敲矗瑹犭娦梢詾橹悄芊b的研發(fā)帶來哪些啟發(fā)呢？

目前，許多可穿戴生物傳感器、數(shù)據(jù)發(fā)射器以及類似的個人健康監(jiān)控設備已經(jīng)非常先進，并且體積越來越小。但是，這些設備仍需要許多能量維持工作，而且電源可能大而笨重。

來自美國馬薩諸塞大學材料化學家TrishaAndrew和她的博士生LindenAllison的一項最新研究表明，他們現(xiàn)已研制出一種新型面料，可以采集人體熱量，為活動追蹤器等小型可穿戴微電子設備提供動力。相關研究成果發(fā)表在《先進材料技術》網(wǎng)絡版上。

TrishaAndrew解釋稱，從理論上講，人體熱量可以利用人體溫度和周圍較冷空氣之間的差異產(chǎn)生能量，這是一種“熱電效應”。具有高導電性和低導熱性的材料可以通過這種方式將電荷從溫度較高的區(qū)域轉(zhuǎn)移至溫度較低的區(qū)域。

研究表明，人體在每天8小時工作日中可以獲得少量電能，但目前所需的特殊材料要么成本昂貴、有毒，要么效率較低。TrishaAndrew說：“我們研制出一種新方法，將生物相容性、柔韌性和輕重量聚合物膜添加在日常使用的棉布上，使其具有足夠高的熱電性能，可以產(chǎn)生較高熱電壓，可以驅(qū)動小型設備正常運行。”

在這項研究中，研究人員利用羊毛和棉花的天然低傳熱特性，制造一種熱電服裝，它可以在一種叫做“溫差電堆”的電子設備上保持溫度梯度。該電子設備甚至可以在長時間連續(xù)穿戴的情況下，將熱量轉(zhuǎn)化為電能。這是一個非常現(xiàn)實可行的方案，能夠確保導電材料在電、機械和熱能方面持續(xù)穩(wěn)定。

TrishaAndrew說：“本質(zhì)上，我們利用了面料的基本絕緣性能，解決了設備行業(yè)長期存在的一個問題。”

具體而言，他們將一種導電聚合物——持續(xù)性P摻雜聚合物（PEDOT-Cl)，通過蒸汽打印在一種高等密織和一種中等密織商用棉織物上，制成全織物溫差電堆。然后，他們將這種溫差電堆集成在一個特殊設計的可穿戴環(huán)上，當人們將這個環(huán)佩戴在手上時，可以產(chǎn)生大于20毫伏的熱電壓。

研究人員在熱水中搓揉或者洗滌涂層織物來評估PEDOT-Cl涂層的耐磨性，同時通過掃描電子顯微照片評估該涂層的性能。結(jié)果表明這種涂層沒有裂紋、分層，經(jīng)過機械洗滌不會磨損涂層，能夠確認蒸汽打刷PEDOT-Cl涂層的機械強度。

隨后，他們使用特制的探針測量了涂層表面電導率，發(fā)現(xiàn)松散織物比緊密織物表現(xiàn)出更高的電導率。他們強調(diào)稱，這兩種織物的導電性在摩擦搓揉和機械洗滌之后基本保持不變。