Исследователи из Сеульского национального университета разработали совершенно плоский, носимый источник питания, который использует тепло человеческого тела для выработки электроэнергии.
Термоэлектрические генераторы вырабатывают энергию, улавливая разницу температур между теплой поверхностью и более холодной окружающей средой. Хотя эти устройства обладают огромным потенциалом для непрерывного питания носимой электроники с использованием тепла человеческого тела, их изготовление в виде тонких, комфортных пленок представляет собой серьезную научную проблему. Поскольку эти пленки исключительно тонкие, тепло тела проходит сквозь них вертикально прямо в окружающий воздух — подобно тому, как тепло уходит через один лист бумаги, без четко выраженных горячих и холодных участков, что ограничивает выработку электроэнергии.
Исторически сложилось так, что инженеры обходили эту проблему, складывая материалы или создавая громоздкие трехмерные столбчатые конструкции, что, к сожалению, приводило к потере легкости и гибкости пленок. Для решения этой проблемы исследовательская группа из Сеульского национального университета разработала прорывное решение, позволяющее устройству оставаться абсолютно плоским. Подробно описанное в журнале Science Advances, их новый «псевдопоперечный термоэлектрический генератор» коренным образом меняет способ распространения тепловой энергии.
Вместо того чтобы позволять теплу уходить прямо вверх и наружу, исследователи разработали специальную эластичную силиконовую основу. Внедряя теплопроводящие наночастицы меди только в определенные участки этой основы, они заставляют тепло тела течь вбок вдоль материала. Это боковое движение успешно создает смежные теплые и холодные зоны на плоской поверхности. Это имитирует сложный физический эффект, при котором тепло и электрические токи движутся под прямым углом, достигая полезного температурного градиента исключительно за счет структурной конструкции.
Благодаря тому, что все устройство изготовлено с использованием простого процесса печати на основе чернил, оно остается очень гибким и масштабируемым. Компоненты можно собирать модульно, подобно строительным блокам, для получения различных форм и размеров. Эта новая платформа открывает путь для нового поколения умных носимых устройств, которые удобно прилегают к коже.