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  人工智能技術(shù)正在迅速發(fā)展，為健康監(jiān)測(cè)、人機(jī)交互、康復(fù)娛樂(lè)等提供復(fù)雜的信號(hào)分析。然而，這一進(jìn)展依賴(lài)于廣泛的數(shù)據(jù)收集，而傳統(tǒng)的傳感器通常體積龐大、笨重且成本高昂，往往需要外部電源或頻繁充電，這限制了可穿戴器件的使用性和便攜性。因此，開(kāi)發(fā)一種體積較小、易于監(jiān)測(cè)、可大范圍推廣使用的多功能傳感器顯得尤為重要。近年來(lái)，熱電、摩擦電、壓電等能量收集技術(shù)的出現(xiàn)在可穿戴器件領(lǐng)域取得了快速的發(fā)展。其中，利用環(huán)境中溫度的變化直接將熱能轉(zhuǎn)化為電能的可穿戴熱電器件，成為具有潛在價(jià)值的能源供應(yīng)系統(tǒng)。在現(xiàn)有的可穿戴熱電器件中，基于薄膜基材的可穿戴熱電器件通常表現(xiàn)出值得稱(chēng)贊的熱電傳感性能，但往往存在較差的透氣性、靈活性和集成較難等相關(guān)問(wèn)題，影響穿戴者的舒適度。

  針對(duì)以上問(wèn)題，江南大學(xué)王潮霞教授和加拿大滑鐵盧大學(xué)Yuning Li 教授提出了一種具有多功能傳感能力和自供電潛力的MXene熱電織物。這種以織物為基材的可穿戴熱電器件，利用織物基材自身的柔韌性和透氣性，成功解決了人體穿著舒適性問(wèn)題。而基于MXene材料設(shè)計(jì)的熱電織物在溫度傳感和應(yīng)變傳感方面都表現(xiàn)出色，是連續(xù)數(shù)據(jù)收集和監(jiān)控的理想選擇。這種將MXene材料和與紡織技術(shù)相結(jié)合的能力，推動(dòng)可穿戴智能織物的發(fā)展，使智能織物離實(shí)用更進(jìn)一步，展示了在能量收集、運(yùn)動(dòng)跟蹤和健康監(jiān)測(cè)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖1 MXene熱電織物的制備工藝和應(yīng)用

  當(dāng)MXene熱電織物的兩端分別與冷源(未加熱)和熱源(加熱)接觸時(shí)，兩端的溫差誘導(dǎo)電子從熱端流向冷端，迫使電子在MXene熱電織物冷端不斷積累，從而導(dǎo)致MXene熱電織物兩端的電壓差不斷增加。熱電性能表征結(jié)果顯示MXene熱電織物的最高塞貝克系數(shù)達(dá)到-9.97 μVK^-1，且具有良好的熱電循環(huán)穩(wěn)定性（圖2）。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2024.06.011

  滑鐵盧大學(xué)相關(guān)報(bào)道

  https://uwaterloo.ca/news/media/power-your-health-self-sustaining-electronics

  https://uwaterloo.ca/chemical-engineering/news/breakthrough-smart-fabric-sensing-and-health-monitoring