用血液发电并测量电导率，新型纳米芯片可快速监测健康状况

IT之家 6 月 25 日消息，匹兹堡大学与其医学中心的研究人员研发了一种新设备，该设备利用血液发电并测量其电导率 。

近年来，代谢紊乱（IT之家备注：如糖尿病和骨质疏松）的病例在全世界范围内迅速增加，这些疾病的诊断通常是通过血液测试，传统方法比较耗时，并且很难在现实生活环境中进行实时监测。

研究团队提出了一种便携式毫流体纳米发电机芯片 设备，能够在低频下测量血液。该设备利用血液作为其集成的摩擦电纳米发电机（TENG）中的导电物质， 可以通过摩擦电效应将机械能转化为电能。

在 TENG 系统中，电子转移和电荷分离会产生电压差，当材料经历相对运动如压缩或滑动时驱动电流。团队分析了设备在预定加载条件下产生的电压，以确定血液的电导率。

血液电导率是评估各种健康参数和检测医疗状况的宝贵指标，这种导电性主要由必需电解质的浓度决定，特别是钠离子和氯离子。这些电解质是许多生理过程的组成部分，有助于医生确定诊断。

研究人员表示，血液基本上是一种水基环境，其中有各种传导或阻碍电流的分子。例如，葡萄糖溶液具有一定的导电性，通过测量它对电导率的影响，可以判断糖尿病的状况 。

用芯片废热给手机充电，这好事能成真吗

很多年前，我们三易生活曾在社交平台上看到一个说法，称某手机厂商已经研发出了一种“基于芯片废热产电”的技术。

根据当时的相关描述声称，这项技术是通过一片专门的发电芯片来贴在SoC上，便可以直接“吸收”SoC的热量，来将其转换为电能。从而既可以为手机补充电量，又能起到变相给芯片降温的作用。

在我们的记忆中，这样的宣传当时很是吸引了一些关注，但很快就没了下文，而且后续也并没有任何与之相关的产品被量产、上市。

相关技术其实是存在的，只是量产几乎不可能

事实上，这种将芯片废热“吸收”、再转化为电能的方法，确实是存在的。

简单来说，它是利用某些特殊材料在升温、降温过程中物理性状会发生改变的特点，使得其先吸热形变，之后因为形变而脱离热源，再降温恢复到原来的形状。由此循环往复，便能将这种运动套用到经典的发电机结构上，从而产生电能。其实，这就是大家熟知的热泵发电的基本原理。

热泵发电？得先想想怎么小型化（图为车载热泵设备）

当然，热泵也有一个很明显的缺点，那就是如果想要将它塞到手机那么小的设备里，就会涉及到发电机（以及热膨胀部件）的机械结构小型化问题，而这一点以目前的材料技术来说基本无解。所以这也就是为什么本文开头所述的那种“吸热发电设计”，难以真正量产的根本原因。

无需机械结构，热电化学电池带来了新的希望

不过随着技术的进步，如今似乎又迎来了新的解决方案。据犹他大学近日公布的一份研究成果显示，相关团队已经发明了一种基于“热电化学电池”的全新吸热发电装置。

根据相关信息显示，热电化学电池内部并不存在机械结构，它纯粹靠的是化合物来实现热能到电势能的转换。因此体积可以做得非常纤薄。据称，目前版本的、面积大约为1平方厘米的热电化学电池，在经历每一次升温-降温循环之后，便可产生大约0.001瓦时的电能。简单换算一下，就是理论上它只需要1000次这样的吸热循环，便可以产生0.1度电（十瓦时）的能量。按照目前手机常见的电池规格，这其实已经足以将主流机型充满大约50%的电量了。

是不是觉得听起来特别诱人？不过由于相关的团队目前并未透露更多的数据，所以外界并不知道所谓的“一次吸热循环”到底需要多大的温差，以及多长的反应时间才能完成。与此同时，相关的热电化学材料成本基本也还是个未知数（因为如果它真的很便宜，很难想象相关报告不会将其廉价性大书特书）。

当然不管怎么说，比起基本上只有理论可能，基本上无法制造出来的超微型热泵。热电化学电池技术倒是确实为小型移动设备的芯片废热利用打开了一道可能性的大门。

理论上可以取代纽扣电池，但成本或是最大的问题

正因如此，有观点认为，这种新技术可能有助于淘汰目前污染较为严重的纽扣电池。当然，从原理上来说，使用纽扣电池供电的设备本就能耗很低，如果让热电化学电池吸收环境热量来为其供电，确实不失为一种非常环保的举措。

但考虑到纽扣电池，以及使用纽扣电池供电的设备（通常是各种小型传感器和计时设备）多半非常廉价，所以我们三易生活倒是认为，热电化学电池还真不一定这么快就会“造福”到它们头上。

热电化学电池在医疗器械和专业运动设备领域一直很被看好，这间接也说明了它的成本

相比之下，同样功耗不算高，但产品溢价较高的专业向运动手表、可穿戴传感器，似乎更有希望成为最早被热电化学电池惠及的产品。毕竟纵观这一市场不难发现，它们之中的很多本就已经用上了太阳能电池这类，高成本的能量转化装置。如果再加上热电化学电池，倒也大概率能承受得住，而且说不定会更受特定用户群体的欢迎。

至于什么时候才能普及到手机、平板电脑，或者更多种类的消费类电子产品上，就得看届时的用户需求了。

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