可穿戴健康技术得到效率提升

北卡罗莱纳州立大学的工程师们展示了一种灵活的装置，它可以从人体中获取热能，以监测健康状况。该装置超越了所有其他使用身体热量作为唯一能源的柔性收割机。

在一篇发表在“应用能源”上的论文中，NC研究人员报告了他们在2017年首次报告的柔性身体热收割机的显著增强。收割机使用人体的热能来驱动可穿戴技术-比如智能手表来测量你的心率、血氧、葡萄糖和其他健康参数-这些技术从来不需要充电。该技术依赖于同样的原理来控制刚性热电收割机，将热量转化为电能。

符合人体的柔性收割机是非常需要使用的可穿戴技术。电气和计算机工程的NC州教授和论文的相应作者MehmetOzturk提到了与柔性设备的优越皮肤接触，以及设备佩戴者的人机工程学和舒适性考虑，作为建造柔性热电发电机或TEG的核心原因。

然而，柔性收割机的性能和效率目前远远落后于刚性设备，后者在将身体热量转化为可用能量的能力方面一直很优越。

Ozturk说：“本文报道的柔性器件明显优于迄今报道的其他柔性器件，正在接近刚性器件的效率，这是非常令人鼓舞的。

最初在2017年报道的概念TEG的证明使用了半导体元件，这些半导体元件是用EGaIn-一种无毒的镓和铟合金制成的液态金属互连线串联起来的。EGaIn提供了类似金属的导电性和延展性。整个装置被嵌入到可伸缩的硅弹性体中。

升级后的装置采用了相同的结构，但它大大改进了以前版本的热工程，同时增加了负责将热量转化为电能的半导体元件的密度。其中一个改进是改进的硅弹性体-本质上是一种橡胶-封装EGaIn互连。

Ozturk说：“这里的关键是使用掺有石墨烯薄片和EGaIn的高导热硅弹性体。该弹性体提供了机械鲁棒性，以防止穿刺，同时提高了设备的性能。

他说：“使用这种弹性体使我们能够将导热系数——传热速率——提高六倍，从而改善横向热扩散。”

Ozturk补充说，这项技术的优点之一是，它不需要设备制造商开发新的柔性热电材料，因为它包含了在刚性设备中使用的完全相同的半导体元素。Ozturk说，今后的工作将侧重于进一步提高这些柔性设备的效率。

Yasaman Sargolzaeiaval，Viswanat h P.Ramesh，Taylor V.Neumann，Veena Misra，Michael Dickey和Daryosh Vashashaee合著了这篇论文。该集团还拥有该技术的最新专利。