具有能量收集功能的微型半导体设备已经彻底改变了可穿戴设备使用能源的方式。热电系统在这方面起着至关重要的作用。但是，随着器件小型化趋势的加快，在器件终端之间保持大温差的能力仍然越来越难以实现。为了解决这个问题，一组科学家开发了一种系统，将工程薄膜活性材料集成到灵活的三维(3-D)形式中。
这项研究由Kewang Nan和他的同事进行，并发表在该杂志上科学的进步．
为了操作可穿戴传感器或物联网设备，周围环境与人体/无生命物体之间的温度梯度应该提供小规模的电源。
在他们的研究中，研究人员用活性材料单晶硅的微尺度条带构建了相互连接的三维热电线圈阵列。随后进行了定量测量和模拟，以确定该策略的基本操作原则和主要设计特征。研究结果提出了一种可扩展的策略，在能量收集器中部署硬热电薄膜，可以有效地与包括人体组织在内的软材料系统集成，以便在未来开发可穿戴传感器。报告Phys.org．
该方法实现了高效的热阻抗匹配，并增加了通过收割机的热流，以提高高效的功率转换。
以单晶硅为活性材料制备了热电螺旋线圈结构。机械引导组件通过压缩屈曲从二维蛇形体生成三维螺旋结构。虽然大量掺杂硅，但3d线圈在处理和弯曲应用中能够提供显著的机械依从性和稳健性。这种材料特性使得该系统非常适合与人体形成亲密的热界面，例如手腕或脚踝。
研究人员说，还需要进一步的研究来确定有机和复合材料的沉积方法、掺杂和图案。材料在从2-D到3-D的机械转换过程中不应屈服于电阻。
该研究为未来将收割机中的薄膜材料与软材料系统(包括人体皮肤)集成以实现能量优化的可穿戴电子设备打开了一扇有前景的战略之门。
