首爾大學(xué)科研團隊近日取得一項突破性成果，成功研發(fā)出全球首款完全平坦的可穿戴發(fā)電裝置。這項發(fā)表于《科學(xué)進展》雜志的研究，通過創(chuàng)新熱能管理技術(shù)，為智能穿戴設(shè)備實現(xiàn)無電池供電開辟了新路徑。

傳統(tǒng)熱電發(fā)電裝置依賴物體表面與環(huán)境的溫差產(chǎn)生電能，但可穿戴設(shè)備對輕薄柔韌性的嚴(yán)苛要求，導(dǎo)致人體熱量往往垂直穿透發(fā)電層，難以形成有效溫差。研究團隊負責(zé)人指出："就像熱量穿過單層紙張，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)無法在有限空間內(nèi)建立冷熱分區(qū)，這嚴(yán)重制約了發(fā)電效率。"

為突破這一技術(shù)瓶頸，科研人員從材料結(jié)構(gòu)入手，開發(fā)出特殊的彈性硅膠基底。通過在特定區(qū)域嵌入銅納米顆粒陣列，形成定向?qū)嵬ǖ溃仁谷梭w熱量沿材料平面橫向流動。這種創(chuàng)新設(shè)計使平坦表面自然形成溫暖區(qū)與涼爽區(qū)，在無需折疊或增厚的情況下實現(xiàn)了0.5℃以上的有效溫差。

實驗數(shù)據(jù)顯示，新型發(fā)電裝置在模擬人體穿戴條件下，單位面積發(fā)電功率較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)提升300%。研究團隊采用墨水打印工藝制造核心組件，使得發(fā)電層厚度控制在0.3毫米以內(nèi)，同時保持了98%的柔韌度。模塊化設(shè)計允許用戶像拼接樂高積木般自由組合發(fā)電單元，輕松適配不同形狀的穿戴設(shè)備。

這項技術(shù)已通過智能手環(huán)原型機的驗證測試，在25℃室溫環(huán)境下，持續(xù)運動產(chǎn)生的熱量可維持設(shè)備傳感器24小時不間斷工作。研究人員表示，通過優(yōu)化材料配方和導(dǎo)熱路徑設(shè)計，未來有望將發(fā)電效率提升至實用化水平，徹底擺脫傳統(tǒng)電池對可穿戴設(shè)備的束縛。