可穿戴热电器件实现个性化温度调节

近日，美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校研发了一款可穿戴的“空调”，它只需要数分钟和少量的能量消耗，就能使人的皮肤保持在舒适的温度范围。据了解，这种可穿戴的“空调”，实际上是一种可实现高效长期温度调节的柔性热电器件（TED）。当环境温度在22℃～36℃范围内变化时，该器件能以最低能耗使皮肤温度保持在32℃左右，且有效时间长达8小时以上。

研究者采用了一种全新的设计，在双层弹性体之间加入刚性无机高热电优值的热电柱以及空气绝缘绝热层，并优化了宽高比和空间密度，同时最大限度地提高柔性和减少热泄漏，最终大大地提高了冷却性能。为了展示该电子器件对人体皮肤的个性化温度调节，研究者将TED、温控电路、柔性电池集成到弹性尼龙带上制成可穿戴设备，并通过红外进行温度检测。受试者暴露在22℃～36 ℃的温度范围环境中，无论环境温度如何改变，TED在2min内达到设定值，将皮肤保持在舒适温度（32 ℃）。

据相关研究人员介绍，一个5 cm × 5 cm的柔性TED功率仅0.2W，研究者们预测一个“空调”背心大约需要144片这样的柔性TED，这就意味着在炎热的夏天，保持一个人凉爽可能只需要不到30W的功率，即使在极端的高温下，也只需要80W。与传统的空调设备比较将大大节省能量消耗，同时又可在室外使用。该研究成功为功能性可穿戴设备的研究提供了新方向。