3D印刷フレキシブルウェアラブルは体温で電気を生成します
リリース時間:
2023-09-22 14:10
健康モニタリングやフィットネストラッカーからバーチャルリアリティヘッドセットまで、ウェアラブル電子機器は私たちの日常生活の一部となっています。ワシントン大学の研究者は最近、AdvancedEnergy Materials誌に、体の熱を電気に変換できる柔軟なウェアラブル熱電装置を開拓した論文を発表しました。このデバイスには、組み合わせるのが難しいことが多い特性があります。柔らかく伸縮性があり、堅牢で効率的です。
ワシントン大学の機械産業の助教授であるモハメド・マラクディ氏は、「周囲の環境で無駄になっている熱エネルギーを集めれば、これは100% のメリットになる」と語った。しかし、このエネルギーをセルフパワーの電子機器に使用するには、より高い電力密度が必要です。3Dプリントで作られた伸縮性のある電子機器は、効率を向上させ、ウェアラブルデバイスへのシームレスな統合を可能にします。
研究者たちは、ウェアラブルエレクトロニクスやフレキシブルロボットに理想的な、30% のひずみで15,000回以上のストレッチサイクルを経ても完全に機能するプロトタイプデバイスを作成しました。以前の伸縮性のある熱電発電機と比較して、このデバイスの出力密度は6.5倍に増加しています。
このプロトタイプデバイスを作成するために、研究者は、高い電気および熱伝導率を提供する液体金属合金で満たされた、各層に設計された機能と構造特性を備えた複合材料を3D印刷しました。これらの合金は、伸縮不能、非効率的な熱伝達、複雑な製造プロセスなど、以前の機器の制限に対処します。チームはまた、コア層の半導体に熱を向け、デバイスの重量を減らす中空微小球を埋め込んだ。
研究者たちは、伸縮性のある織物や曲面にデバイスを印刷できると述べており、将来のデバイスを衣類やその他の物体に適用できることを示唆しています。この研究のユニークな側面は、材料合成からデバイスの製造と特性評価までの全範囲をカバーし、研究者に新しい材料を設計して創造的になる自由を与えることです。
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