A következő generációs okosórák az új anyagnak köszönhetően a testhővel működhetnek

A globális energia több mint 60%-a hulladékhő formájában vész el. A Kínai Tudományos Akadémia Kémiai Intézetének kutatócsoportja ennek az elvesztett energiának a hasznosítása érdekében olyan rendkívül rugalmas anyagot hozott létre, amely a hőt közvetlenül elektromos árammá alakítja, anélkül, hogy szennyezést okozna. A Science folyóiratban megjelent új szabálytalan hierarchikus-porózus termoelektromos polimer a környezeti hőmérsékletkülönbségek, például a testhő kihasználásával folyamatos áramellátási megoldást kínál a viselhető eszközök, például az okosórák számára.

Ahhoz, hogy ezek az anyagok hatékonyan működjenek, jól kell vezetniük az elektromosságot, miközben megakadályozzák a hő elszökését. A rugalmas műanyagok hagyományosan küzdenek ezzel az egyensúlyi helyzettel. A kutatók ezt úgy oldották meg, hogy egy polimert elválasztó anyaggal kevertek, amelyet később eltávolítottak, hogy véletlenszerű alakú, mikroszkopikus és nanoméretű lyukak hálózatát hozzák létre. Ez a szivacsszerű struktúra fizikailag blokkolja a mikroszkopikus rezgéseket, amelyek normális esetben a hőt szállítják a szilárd anyagon keresztül, így hatékonyan, 72%-kal csökkentve a hőveszteséget.

Ezzel egyidejűleg a porózus szerkezeten belüli zárt terek arra kényszerítik a polimer molekulákat, hogy a szokásosnál sokkal szorosabban és rendezettebben tömörüljenek egymásba. Ez a jobb szerkezeti elrendeződés rendkívül hatékony csatornákat hoz létre az elektromos töltések számára, amelyeken keresztül az elektromos mobilitás legalább 25%-kal nő.

A hőáramlás és az elektromos áramlás sikeres szétválasztásával az optimalizált film rekord hatékonysági értéket - úgynevezett termoelektromos teljesítményszámot - ért el, amely 1,64 volt nagyjából 70 Celsius-fokos hőmérsékleten. Ez új mércét jelent, felülmúlva a korábbi 1,28-as polimer rekordot, és még a rugalmas szervetlen anyagokat is felülmúlja. A hagyományos nagy teljesítményű anyagokkal ellentétben, amelyek bonyolult előkészítést igényelnek, a kutatók szerint ez az új film nagy mennyiségben és alacsony költséggel gyártható egyszerű, újságnyomtatáshoz hasonló permetezési technikával.