KAUST公司生产的一种柔韧、自愈合的热电材料可以生产出可穿戴的电子设备,能够经受住日常生活的严酷考验。
沙特阿拉伯KAUST研究小组用三种有机化合物开发出了热电材料原型。
戴在皮肤上或植入的传感器可以监测人体健康的重要指标,包括心率、血压、大脑活动、肌肉运动、燃烧的卡路里和某些化学物质的释放。最终目标是自主供电的可穿戴技术,但这需要可靠和持久的电力来源。
利用温度梯度发电的热电材料,有潜力利用身体的热量为可穿戴技术提供动力,从而消除对电池的需求。然而,目前的材料缺乏灵活性、强度和回弹性,以避免损坏。
由德里亚·巴兰(Derya Baran)和Seyoung Kee在KAUST领导的一个团队已经混合了高导电的热电聚合物PETOT:PSS(聚(3,4-乙二氧噻吩)与二甲基亚砜,一种提高PETOT:PSS性能的有机化合物,和Triton X-100,一种粘性的,促进与PETOT形成氢键的凝胶状剂:PSS。本研究载于先进功能材料.
Kee在一份声明中说:“这最后一种成分对于提供我们所需的弹性和自愈特性至关重要。”
研究人员使用3D打印机沉积他们的混合物,然后测试这些薄膜在胁迫下的热电性能。首先,他们发现薄膜两侧的温差产生了最大的功率输出12.2nW。
据称,该团队测试了薄膜的自修复行为,他们在LED灯供电时将薄膜切成两半。Kee说:“令人惊讶的是,在切割过程中或切割后,光都没有熄灭。”“我把伤口重复了十次,但它在不到一秒的时间里继续自我愈合,并保留了85%的功率输出。”此外,当他们将薄膜拉伸到比原来的尺寸长三分之一左右时,它仍能提供稳定的电力供应。
Kee说,“可穿戴电子产品持续承受压力,它们的电源很容易断裂。”“我们的材料可以提供稳定可靠的电力,因为它可以变形、拉伸,最重要的是,可以自我修复……下一步,我们必须找到具有更好热电性能的材料,这样我们就可以在不久的将来产生更大的电力。”