2025-11-12 14:17来源:本站
qut领导的一个研究小组已经开发出一种超薄的柔性薄膜,可以利用人体热量为下一代可穿戴设备供电,而不需要电池。
这项技术还可以用于冷却电子芯片,帮助智能手机和电脑更有效地运行。
陈志刚教授的团队的新研究发表在著名的《科学》杂志上,他说,这一突破解决了制造柔性热电装置的重大挑战,这种装置可以将人体热量转化为能量。
这种方法为可穿戴电子产品提供了可持续能源的潜力,同时也为芯片提供了一种有效的冷却方法。
除陈教授外,参与这项研究的昆士兰科技大学研究人员还包括第一作者陈文毅先生、石晓蕾博士、李b孟博士、毛元清先生和刘青仪小姐,他们都来自ARC碳中和零排放发电研究中心、昆士兰科技大学化学与物理学院和昆士兰科技大学材料科学中心。
研究小组的其他成员包括来自昆士兰大学的刘婷先生、Matthew Dargusch教授、邹瑾教授和来自萨里大学的高青(Max) Lu教授。
陈教授说:“柔性热电装置可以舒适地佩戴在皮肤上,有效地将人体和周围空气之间的温差转化为电能。”
“它们也可以应用于狭小的空间,比如电脑或手机内部,以帮助冷却芯片并提高性能。”
“其他潜在的应用包括个人热管理——体热可以为可穿戴式供暖、通风和空调系统提供动力。
“然而,灵活性有限、制造复杂、成本高和性能不足等挑战阻碍了这些设备达到商业规模。”
该领域的大多数研究都集中在以碲化铋为基础的热电材料上,其将热量转化为电能的高性能使其成为心率,温度或运动监视器等低功耗应用的理想选择。
在这项研究中,该团队引入了一种成本效益高的技术,通过使用微小的晶体或“纳米粘合剂”来制造柔性热电薄膜,这种技术可以形成一层一致的碲化铋片,从而提高效率和灵活性。
“我们创造了一种可打印的a4尺寸薄膜,具有创纪录的高热电性能,卓越的灵活性,可扩展性和低成本,使其成为最好的柔性热电材料之一,”陈教授说。
该团队使用了“溶剂热合成”技术,这是一种在高温高压下在溶剂中形成纳米晶体的技术,结合了“丝网印刷”和“烧结”。丝网印刷方法允许大规模的薄膜生产,而烧结将薄膜加热到接近熔点,将颗粒粘合在一起。
陈文毅表示,他们的技术也可以应用于其他系统,比如基于硒化银的热电系统,这种系统可能比传统材料更便宜、更可持续。
“材料的这种灵活性显示了我们的方法为推进柔性热电技术提供的广泛可能性,”他说。
阅读全文,纳米粘合剂推进丝网印刷柔性热电材料,在线。