美研可穿戴設備方便充電

    在科技界出人意料的轉折中，一種新時代的可穿戴科技正在崛起。從健康監測、健身追蹤器到虛擬實境耳機，可穿戴電子產品已成為我們日常生活的一部分。美國卡內基梅隆大學機械工程系研究團隊日前開發出一種僅用體溫即可為醫療保健儀器供電的設備，有望解決可穿戴設備充電的問題。

    研究人員指出，在現代化生活中，設備電池沒電會帶來不小的麻煩。尤其對那些依賴可穿戴醫療保健設備來監測血糖、跟蹤心臟功能的人來說，花費過多時間充電可能會帶來巨大風險。

    研究團隊將一種熱能發電機與脈搏血氧儀感測器相結合。熱能發電機利用液態金屬和半導體通過3D打印橡膠集成在一起，成為一種柔性可拉伸的可穿戴裝置。其中的關鍵在於，他們使用了液體金屬環氧樹脂複合材料，增強了熱電元件與設備及身體接觸點之間的導熱性。與該團隊過去的研究相比，這種設計將功率密度提高了大約四十倍。

    研究人員特別強調，3D打印橡膠使得製造過程更加高效和靈活。傳統的橡膠製造通常需要使用模具或大量的人工工藝來完成，而3D打印橡膠可以直接將橡膠材料轉化為所需形狀，無需額外的工藝步驟。此外，3D打印橡膠具有綠色環保的優勢，由於製造過程中無需額外的耗材和模具製造，不僅減少了廢料產生，還節省了能源消耗。橡膠產品的定制化生產也有助於減少庫存和資源浪費，促進了可持續發展和迴圈經濟的實現。

    為了測試其電壓輸出，研究人員在參與者休息和運動時將該設備戴在他們的胸部和手腕上。結果顯示，當參與者運動時，其手腕上的設備輸出更大。原因是在運動時，設備的一側會因氣流增加而冷卻，另一側因體溫上升而變熱。步行和跑步創造了理想的溫度差，這可以為設備供電。系統的設計旨在通過無縫材料集成，實現高機械性和熱電性能，在軟材料、溫差發電陣列設計、低功耗電路板設計和機載電源管理方面取得進步。

    研究人員指出，可穿戴設備即直接穿在身上，或是整合到用戶的衣服或配件的一種可攜式設備。可穿戴設備不僅僅是一種硬件設備，更是通過軟件支持以及資料交互、雲端交互來實現強大的功能，可穿戴設備將會對我們的生活、感知帶來很大的轉變。這種用體溫即可為醫療保健儀器供電的設備，是邁向無電池可穿戴電子產品的第一步。未來，研究團隊還將改進電氣性能，促使其從概念驗證轉變為可以實際使用的產品。

    美    子