Elem nélküli órák: Az új technológia vékony filmeket használ a testhőből származó áram előállítására

A termoelektromos generátorok a meleg felület és a hűvösebb környezet közötti hőmérsékletkülönbség megragadásával termelnek energiát. Bár ezek az eszközök óriási ígéretet hordozható elektronikai eszközök folyamatos áramellátására az emberi test hőjének felhasználásával, a vékony, kényelmes filmek formájában történő előállításuk jelentős tudományos kihívást jelentett. Mivel ezek a filmek rendkívül vékonyak, a testhő függőlegesen, egyenesen átjut rajtuk a környező levegőbe - hasonlóan ahhoz, ahogyan a hő egy papírlapon keresztül távozik, különálló meleg és hideg szakaszok nélkül, ami korlátozza az áramtermelést.

Korábban a mérnökök ezt a problémát az anyagok összehajtogatásával vagy terjedelmes, háromdimenziós oszlopszerkezetek építésével kerülték meg, ami sajnos feláldozta a filmek könnyű, rugalmas jellegét. Ennek megoldására a Szöuli Nemzeti Egyetem kutatócsoportja olyan áttörő megoldást dolgozott ki, amely teljesen lapos marad az eszköz. A Science Advances című folyóiratban részletezett új "pszeudo-transzverz termoelektromos generátoruk" alapvetően átirányítja a hőenergia terjedésének módját.

Ahelyett, hogy a hő egyenesen felfelé és kifelé távozna, a kutatók egy speciális, rugalmas szilikon alapot terveztek. Azzal, hogy ennek az alapnak csak bizonyos szakaszaiba hővezető réz nanorészecskéket ágyaztak be, arra kényszerítették a testhőt, hogy oldalirányban áramoljon az anyag mentén. Ez az oldalirányú mozgás sikeresen hoz létre szomszédos meleg és hideg zónákat a sík felületen. Ez egy olyan összetett fizikai hatást utánoz, ahol a hő- és elektromos áram merőlegesen mozog, és pusztán a szerkezeti kialakítás révén használható hőmérsékleti gradienst ér el.

Mivel az egész eszköz egyszerű tintaalapú nyomtatási eljárással készül, rendkívül rugalmas és méretezhető marad. Az alkatrészek modulárisan, építőkockákhoz hasonlóan összeállíthatók, hogy különböző formákhoz és méretekhez illeszkedjenek. Ez az új platform megnyitja az utat az önműködő intelligens viselhető eszközök új generációja előtt, amelyek kényelmesen illeszkednek a bőrhöz.