收集身体热量;可打印热电发电机;硅光子学和CMOS激光雷达。
收集体温
科罗拉多大学博尔德分校、哈尔滨工业大学、东南大学和华中科技大学的研究人员设计了一种弹性热电发电机它可以贴着皮肤，利用体温为小型可穿戴电子设备供电。
该装置采用弹性材料聚酰亚胺作为基材。一系列薄的热电芯片被添加到底座上，与液态金属线连接。聚酰亚胺允许灵活性，而不引入过多的应变脆性热电材料。它还能自我修复，完全可回收。
该团队表示，它可以为每平方厘米的皮肤空间产生约1伏的能量，这比大多数现有电池提供的电压要低，但仍足以为手表或健身追踪器等电子产品供电。“在未来，我们希望能够为你的可穿戴电子设备供电，而不必包括电池，”加州大学博尔德分校保罗·m·雷迪机械工程系副教授肖建良说。
肖说:“无论何时使用电池，你都在消耗电池，最终需要更换电池。”“我们的热电设备的好处是，你可以戴着它，它为你提供持续的电力。”
肖还指出，可以添加更多的发电机块来增加功率。“我能做的就是把这些小单元组合成一个大单元，”他说。“这就像把一堆小的乐高积木放在一起，组成一个大的结构。它为你提供了很多定制选项。”
研究人员计算出，一个快走的人可以使用一个典型运动腕带大小的设备产生大约5伏的电力，比许多手表电池的电力还要多。
虽然他们仍在解决设计上的一些问题，但该团队认为这些设备可能会在五到十年内上市。
可打印的热电发电机
热电发电机(teg)通过将环境和废热转化为电能，为传感器和物联网设备提供动力。卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)和Otego GmbH的研究人员正在努力使它们的制造成本更低打印材料．
“热电发电机直接将热能转化为电能。这项技术使物联网或可穿戴设备(如智能手表、健身追踪器或无需电池的数字眼镜)的自主传感器能够运行，”KIT光技术研究所(LTI)所长Uli Lemmer教授说。
Lemmer说:“传统的teg必须使用相对复杂的制造方法将单个组件组装起来。“为了避免这种情况，我们研究了新型可打印材料，并开发了两种基于有机和无机纳米颗粒的创新工艺和油墨。”
第一种工艺使用丝网印刷，使用热电印刷油墨将2D图案应用到超薄柔性衬底箔上。然后，通过折纸技术将一个大约方糖大小的发电机折叠起来。
借助新开发的油墨和特殊的生产技术(如折纸)，可以生产出用于各种应用的廉价热电发电机。(图片来源:Andres Rösch, KIT)
第二个过程包括打印3D支架和应用硒化银(Ag2Se)基n型可印刷热电油墨的表面。
Lemmer指出，卷对卷丝网印刷和3D打印是关键技术。“新的生产工艺不仅可以实现低成本的可扩展生产这些teg。打印技术还允许组件适应应用程序。我们现在正致力于将打印热电系统商业化。”
激光雷达集成了硅光子学和CMOS
南安普顿大学和Pointcloud公司的研究人员开发了一种三维激光雷达系统集成了硅光子元件和CMOS电子电路。
“近年来，激光雷达一直很有前景，但并不总是发挥其潜力，因为尽管专家们已经认识到集成版本可以降低成本，但还没有达到必要的性能。南安普顿大学光电研究中心硅光子学教授格雷厄姆·里德说。
“与迄今为止其他基于芯片的激光雷达系统和大多数机械版本相比，我们开发的硅光子学系统提供了更高的距离精度，这表明这种备受追捧的集成激光雷达系统是可行的。”
Pointcloud公司首席执行官Remus Nicolaescu补充说:“高性能和低成本制造的结合，将加速自主和增强现实领域的现有应用，并开辟新的方向，例如需要高深度精度的工业和消费数字孪生应用，或者通过需要高速度精度的远程行为和生命体征监测来预防医疗保健。”
该原型的最新测试是一个由512个像素组成的大规模2D相干探测器阵列，表明它在75米距离上的精度为3.1毫米。
研究团队目前正在努力扩展像素阵列和波束转向技术，使系统更适合实际应用，并进一步提高性能。
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