Joustavia keholle mukautuvia lämpösähköisiä

Queenslandin yliopiston johtama tutkimusryhmä on kehittänyt erittäin ohuen, joustavan kalvon, joka voi antaa käyttövoimaa seuraavan sukupolven puettaville laitteille kehon lämmön avulla, eliminoiden näin paristojen tarpeen.

Tätä tekniikkaa voitaisiin käyttää myös elektronisten sirujen jäähdyttämiseen, mikä auttaisi älypuhelimia ja tietokoneita toimimaan tehokkaammin.

Professori Zhi-Gang Chen sanoi, että läpimurto ratkaisi suuren haasteen luotaessa joustavia lämpösähköisiä laitteita, jotka muuttavat kehon lämmön sähköksi.

Suurin osa tämän alan tutkimuksesta on keskittynyt vismuttitelluridipohjaisiin lämpösähköisiin, joita arvostetaan sen korkeista ominaisuuksista, jotka muuttavat lämmön sähköksi, mikä tekee siitä ihanteellisen vähätehoisiin sovelluksiin, kuten syke-, lämpötila- tai liikemittarit.

Tässä tutkimuksessa ryhmä esitteli kustannustehokkaan tekniikan joustavien lämpösähköisten kalvojen valmistamiseksi käyttämällä pieniä kiteitä tai "nanosideaineita", jotka muodostavat yhtenäisen kerroksen vismuttitelluridilevyjä, mikä lisää sekä tehokkuutta että joustavuutta.

"Loimme tulostettavan A4-kokoisen kalvon, jolla on ennätyskorkea lämpösähköinen suorituskyky, poikkeuksellinen joustavuus, skaalautuvuus ja alhaiset kustannukset, mikä tekee siitä yhden parhaista saatavilla olevista joustavista lämpösähköistä", professori Chen sanoi.

Wenyi Chen sanoi, että heidän tekniikkansa voisi toimia myös muiden järjestelmien, kuten hopeaselenidipohjaisten lämpösähköisten järjestelmien kanssa, jotka ovat mahdollisesti halvempia ja kestävämpiä kuin perinteiset materiaalit.

"Tämä materiaalien joustavuus osoittaa lähestymistapamme tarjoamat laajat mahdollisuudet joustavan lämpösähköisen teknologian kehittämiseen", hän sanoi.

Donggukin yliopiston tutkijat ovat puolestaan kehittäneet geelipolymeeripohjaisen tribosähköisen nanogeneraattorin (TENG), joka tuottaa sähköä kehon liikkeestä tehoelektroniikkaan, kuten LEDeihin, ja toimii myös omatehoisena kosketuspaneelina käyttäjän tunnistamista varten.

Useimmissa puettavissa sovelluksissa käytetyissä TENG:issä on tribosähköinen materiaali, joka on kiinnitetty virransiirtoelektrodiin. Yksi haasteista on kuitenkin ollut löytää joustavia elektrodimateriaaleja, jotka voivat liikkua saumattomasti ihmiskehon mukana.

Kun puettava tekniikka tulee yhä suuremmaksi osaksi jokapäiväistä elämäämme, ehdotettu GPE-TENG voisi mahdollistaa puettavat laitteet, jotka seuraavat yhteistoimintaa kuntoutustarkoituksiin tai toimivat biometrisenä järjestelmänä vaatteissa, jolloin käyttäjät voivat avata älykkäiden ovien tai kaapien lukituksen.

 "Tämä työ voi mullistaa puettavan teknologian kehittämällä kestäviä ja joustavia elektronisia laitteita lupaavilla sovelluksilla ihmisten terveydenhuoltoon, kuntoutukseen, turvajärjestelmiin ja turvallisiin biometrisiin tunnistusjärjestelmiin", sanoo professori Jung Inn Sohn.

Aiheesta aiemmin:

Langaton lataus tekstiileihin ja sisäilmasta sähköä ja happea

Lämpösähköisiä nopeasti

Lämpösähköä puettaville