Pilsiz saatler: Yeni teknoloji vücut ısısından elektrik üretmek için ince filmler kullanıyor

Termoelektrik jeneratörler, sıcak bir yüzey ile daha soğuk bir ortam arasındaki sıcaklık farkını yakalayarak güç üretir. Bu cihazlar, insan vücut ısısını kullanarak giyilebilir elektronik cihazlara sürekli güç sağlamak için büyük umut vaat etse de, ince, rahat filmler olarak üretilmeleri önemli bir bilimsel zorluk oluşturmuştur. Bu filmler son derece ince olduğundan, vücut ısısı dikey olarak doğrudan çevreleyen havaya geçer - tıpkı tek bir kağıt yaprağından kaçan ısı gibi, farklı sıcak ve soğuk bölümler olmadan, elektrik üretimini sınırlar.

Geçmişte mühendisler bu sorunu malzemeleri katlayarak ya da hantal, üç boyutlu sütun yapıları inşa ederek aşıyorlardı ki bu da ne yazık ki filmlerin hafif ve esnek doğasından ödün verilmesine neden oluyordu. Bu sorunu çözmek için Seul Ulusal Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, cihazı tamamen düz tutan çığır açıcı bir çözüm geliştirdi. Science Advances dergisinde ayrıntılı olarak açıklanan yeni "sözde enine termoelektrik jeneratör", termal enerjinin nasıl hareket ettiğini temelde yeniden yönlendiriyor.

Araştırmacılar, ısının doğrudan yukarı ve dışarı kaçmasına izin vermek yerine, özel, esnek bir silikon taban tasarladılar. Bu tabanın yalnızca belirli bölümlerine ısı ileten bakır nanoparçacıklar yerleştirerek, vücut ısısını malzeme boyunca yanlara doğru akmaya zorluyorlar. Bu yanal hareket, düz yüzey boyunca başarılı bir şekilde bitişik sıcak ve soğuk bölgeler oluşturuyor. Isı ve elektrik akımlarının dik açılarla hareket ettiği karmaşık bir fiziksel etkiyi taklit ederek, tamamen yapısal tasarım yoluyla kullanılabilir bir sıcaklık gradyanı elde ediyor.

Cihazın tamamı basit bir mürekkep tabanlı baskı süreci kullanılarak üretildiği için son derece esnek ve ölçeklenebilir. Bileşenler, çeşitli şekil ve boyutlara uyacak şekilde yapı taşları gibi modüler olarak monte edilebilir. Bu yeni platform, cilde rahatça oturan, kendi kendine güç sağlayan yeni nesil akıllı giyilebilir cihazların önünü açıyor.