来自华盛顿大学的研究团队在这一方向取得了新的突破——研发了一种由无机半导体和印刷多功能软质材料制成的高效可拉伸热传导发电机。
　　据介绍，这种柔性的、可穿戴的热传导发电机，不仅可以将体热转化为电能，而且还具备柔软、可拉伸、结实、高效的特性。在以往的研究中，这些特性很难完全组合到一起。
　　相关研究论文已发表在科学期刊AdvancedEnergyMaterials上。
　　把本来会被浪费到周围的环境中的热能收集起来，然后把这些能量用于自供电电子设备，还需要一个更高的功率密度；而且利用增材制造技术还可以提高生产可拉伸电子产品的效率，并与可穿戴设备无缝集成。
　　据论文描述，即使经过30%应变的拉伸循环15000余次后，原型热传导发电机仍然可以保持完整的功能，这一优异性能是通过利用3D打印和调整TEG设备中每个层的材料属性来实现的。数据显示，该热传导发电机的功率密度比以往的可拉伸热传导发电机增加了6.5倍。
　　为了制造出这一热传导发电机，研究团队在每一层都打印了具有工程功能和结构特性的复合材料。其中，填充材料内的金属金属合金可以提供高的导电性和导热性，这些金属合金解决了以往设备的不能拉伸、传热效率低和制造过程复杂的问题。
　　此外，为了减轻热传导发电机的重量，以及将热量导向核心层的半导体，研究团队也向其中嵌入了空心微球。
　　研究团队表示，他们可以将该热传导发电机应用到衣服和其他物体上，比如打印在可拉伸的纺织品和曲面上，并对其在自供电可穿戴电子设备、热触觉传感器、软机器人和人机交互方面的应用潜力感到兴奋。
　　未来，他们将通过优化设备结构和选择更合适的材料等方法继续提高该热传导发电机的性能。
　　这项研究的一个独特之处在于，从材料合成到器件制造和表征，覆盖了整个生产流程。这让他们可以自由地设计新材料，发挥创意，设计生产过程中的每一步。

（张 翰）