可伸缩的自修复传感器材料可通过加热产生电流

研究人员仔细地将三种固化的有机化合物混合在一起,制成了一种原型热电材料,该材料不仅具有自我修复作用和可拉伸性,而且还可以产生自身的电能。该材料也足够坚固,可以承受日常使用中的压力和应变。

  研究人员仔细地将三种固化的有机化合物混合在一起,制成了一种原型热电材料,该材料不仅具有自我修复作用和可拉伸性,而且还可以产生自身的电能。该材料也足够坚固,可以承受日常使用中的压力和应变。

复合膜的机械和热电自修复过程。.png

  附着在皮肤上或用作植入物的传感器是一种更常见的用于医疗和个人目的的生物数据收集手段,他们具有监测人类健康关键指标的能力,包括:血压、心率、肌肉运动、大脑活动、特定化学物质的释放和卡路里的燃烧。

  这项研究的目的是开发自供电的可穿戴技术,然而,这些将需要一个持久可靠的电源。热电材料利用温度梯度来发电,它们可以利用人体热量为可穿戴技术提供能量,从而避免对电池的需求。然而,现有材料缺乏强度、弹性和柔韧性来防止永久性损伤。

  在Derya Baran和Seyoung Kee的指导下,KAUST的一个研究小组已经将PETO:PSS[掺杂有聚苯乙烯磺酸盐的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)],与聚二甲基亚砜(一种有机化合物,可增加有机硅的含量)结合在一起,提高PETOT:PSS和Triton X-100(它是一种粘性的凝胶状剂,可增强氢与PETOT:PSS的键合)的性能,

  阿卜杜拉国王科技大学研究员Seyoung Kee表明,该最终成分对于提供我们所需的弹性和自愈特性至关重要。

  研究团队使用3D打印机将混合物沉积到较厚的层中。然后在压力下测试这些薄膜的热电性能。首先,发现薄膜两面之间的温度差为32°C,产生的最大功率输出为12.2 nW。然后用刀片将薄膜切成两半,同时用LED灯为薄膜供电,测试薄膜的自愈行为。

  Kee惊喜的说道,令人惊讶的是,在切割过程中或切割后,光线并没有熄灭。我重复了十次切割,但它在不到一秒钟的时间内继续自我修复,并保持了85%的功率输出。而且,当薄膜拉伸到其原始尺寸的三分之一左右时,它仍然可以提供稳定的电源。

  Kee补充道:“可穿戴电子设备承受着持续的压力,它们的电源很容易断开。我们的材料可以提供稳定可靠的能量,因为它可以变形、拉伸,最重要的是,可以自我修复。”

  尽管12 nW的功率不足以为各种设备供电,但除了高效的发射机和生物传感器之外,这项研究显示了一个有希望的开端。Kee总结到,“我们已经证明,使用3D打印可以轻松制造此类材料,这是一种非常流行且实用的技术。接下来,我们必须找到具有更好热电性能的材料,以便在不久的将来可以产生更大的功率。”

参与评论已发布评论0

0/500

发表评论

推荐阅读