國外多家機構(gòu)將電子裝置嵌入服裝和附件中制成智能化服裝的開發(fā)研究。這種服裝將為通訊、信息、安全和保健等領域產(chǎn)生重大變革。

    德國慕尼黑Infineon Technologies公司開發(fā)了一種微型熱電發(fā)生器芯片，可以利用人體表面周圍的溫差將熱流轉(zhuǎn)換成電能。溫差發(fā)電器有許多比電池更好的性能如：可洗、堅固、符合環(huán)保、使用壽命長。還可舒適地鑲嵌在服裝內(nèi)。

    許多年來溫差發(fā)電器僅局限用于空間飛行電子裝置的供電。隨著電熱材料效率的提高，微電子電流耗電的降低和生產(chǎn)成本的降低，現(xiàn)在熱電裝置的應用有重要的突破。在此原理上運行的無電池手表已經(jīng)商品化。精工手表的能耗為1mW，驅(qū)動電壓1.5V。

    為了將溫差發(fā)電器結(jié)合在服裝內(nèi)，該公司的研究小組人員分析了人體的熱能狀況，以尋求安放該裝置的最佳部位，為電子元件與服裝相結(jié)合、制成智能化服裝奠定了理論基礎。

    電熱原理

    溫差發(fā)電器是由熱電偶形成電流，在一端連接的兩片不同導體或半導體組成。由于熱電賽貝克（Seebeck）效應，熱電偶兩側(cè)之間溫差產(chǎn)生的電壓而形成電流。溫差發(fā)電器由串聯(lián)和曲折排列的熱電偶組成。在一定面積內(nèi)形成較高的總電壓和電流，達到最佳的效果。

    該公司的新型硅溫差發(fā)電芯片，在溫差為5℃時產(chǎn)生電流為1.0mW/cm2，開放電流電壓為10V/cm2。

    衣服內(nèi)的溫差

    在一男一女試驗人員的腕部、胸部、腰圍和前額的皮膚上裝傳感器直接測試溫度和濕度，男性穿棉T恤衫和滌綸長褲、脈沖監(jiān)控器和帶溫差發(fā)電器的滌綸袖口。女性穿滌綸T恤衫和擋風背心，在滌綸短衫、袖口和滌綸頭帶中植入溫差發(fā)電器。

    在室溫15℃下輕度活動的前后測得試驗人員的紅外圖像。試驗結(jié)果如下：在活動后紡織品覆蓋的各部位皮膚溫度降低1-2℃。暴露在空氣中時由于出汗皮膚溫度降低約4℃。皮膚與衣服之間的溫度差異在2-17℃之間。一般皮膚溫度較低的腕部溫差較低（4-6℃），而皮膚溫度較高的頸部溫差為17℃，很適合于安放溫差發(fā)電器。

    可能的用途

    在室溫下接觸皮膚的衣服內(nèi)一般溫差至少5℃，可輸出電能。手表的電池約1-100mW。100-300mW的輸出電能足夠醫(yī)用傳感器（溫度、濕度或心率等）的供電，較大的作用面積還可用于數(shù)據(jù)無線傳輸。對于新型高科技助聽器比使用電池節(jié)約大量費用。隨著電子裝置耗能的降低，利用體溫供電的裝置將有廣泛的用途。