澳洲研發軟性熱電薄膜，可用人體熱量供電可穿戴設備

澳洲昆士蘭科技大學（QUT）近日開發出超薄軟性熱電薄膜，能用人體熱量供電可穿戴設備，甚至有望取代電池，同時也能用於智慧手機和電腦晶片散熱。

人們一直致力開發將溫差轉為電能的熱電設備，供穿戴電子產品用。然要製造柔性、高效且有商業可行性的產品一直面臨許多挑戰，包括軟韌性不足、技術複雜、成本高昂、性能不佳等，都阻礙軟性無機熱電元件大規模量產和商業化。

昆士蘭科技大學 Zhi-Gang Chen 教授及團隊似乎克服這些挑戰，《科學》期刊最新成果，介紹經濟高效的軟性熱電薄膜，核心在採用微小晶體，就是「奈米黏合劑」形成一層均勻碲化鉍薄片，提高效率和軟韌性。

結合溶劑熱合成、絲網印刷和燒結，溶劑熱合成在高壓高溫溶劑產生奈米晶體，絲網印刷讓大規模薄膜生產可行。最後，燒結將薄膜加熱到接近熔點，有效結合顆粒。量產可印刷薄膜由高度取向 Bi₂Te₃ 基奈米片晶粒和奈米黏合劑的 Te 奈米棒組成。組成軟性熱電元件時，薄膜功率密度在絲網印刷元件名列前茅。

團隊表示，這項技術開啟一系列潛在應用，包括軟性熱電器件可舒適貼在皮膚上，有效將人體和空氣溫差轉成電能。除了供電可穿戴電子產品，還可用於個人熱管理，如柔性熱電器件與紡織品整合，為智慧服裝開闢新可能性，可製造寒冷環境用的自供電加熱服裝，也為各領域能量收集和熱管理提供創新解決方案。

汽車業已有產品利用汽車內外溫差，將軟性熱電元件整合至汽車，就能供電自動駕駛無電池距離檢測感測器，還能收集排氣管和其他發熱零組件熱能，提高燃油效率減少排放。

醫療方面，也能從新技術受益。軟性熱電元件可以體溫為植入式醫療設備供電，無需更換電池，降低併發症風險。還能做成連續體溫監測系統，為健康監測提供有價值數據。更大規模，軟性熱電元件有潛力從基礎設施收集廢熱，貼合管道、機械或結構件，以未開發熱源發電，幫助提高建築和工業製造能源效率。

(省圖來源：澳洲昆士蘭大學)