Yeni nesil akıllı saatler, yeni malzeme sayesinde vücut ısısıyla çalışabilir

Küresel enerjinin %60'ından fazlası atık ısı olarak kaybolmaktadır. Çin Bilimler Akademisi'ne bağlı Kimya Enstitüsü'nden bir araştırma ekibi, bu kayıp enerjiyi yakalamak için ısıyı kirlilik yaratmadan doğrudan elektriğe dönüştüren son derece esnek bir malzeme yarattı. Science dergisinde yayınlanan yeni düzensiz hiyerarşik gözenekli termoelektrik polimer, vücut ısısı gibi ortam sıcaklığı farklılıklarından yararlanarak akıllı saatler gibi giyilebilir cihazlar için sürekli bir güç kaynağı çözümü sunuyor.

Bu malzemelerin verimli çalışabilmesi için, ısının kaçmasını önlerken elektriği iyi iletmeleri gerekir. Geleneksel olarak esnek plastikler bu dengeyi sağlamakta zorlanır. Araştırmacılar bu sorunu, bir polimeri ayırıcı bir maddeyle karıştırarak çözdüler ve daha sonra bu maddeyi çıkararak rastgele şekilli, mikroskobik ve nano ölçekli deliklerden oluşan bir ağ oluşturdular. Bu sünger benzeri yapı, normalde bir katı içinde ısı taşıyan mikroskobik titreşimleri fiziksel olarak engelleyerek ısı kaybını %72 oranında azaltıyor.

Aynı zamanda, gözenekli yapı içindeki sınırlı alanlar polimer moleküllerini normalden çok daha sıkı ve düzgün bir şekilde bir araya gelmeye zorlar. Bu gelişmiş yapısal hizalama, elektrik yüklerinin geçebileceği yüksek verimli kanallar yaratarak elektriksel hareketliliği en az %25 oranında artırıyor.

Isı akışını elektriksel akıştan başarılı bir şekilde ayıran optimize edilmiş film, yaklaşık 70 santigrat derecede 1,64'lük termoelektrik verimlilik rakamı olarak bilinen rekor bir verimlilik skoru elde etti. Bu, bir önceki polimer rekoru olan 1,28'i aşarak ve hatta esnek inorganik malzemelerden daha iyi performans göstererek yeni bir ölçüt oluşturuyor. Araştırmacılar, karmaşık hazırlık gerektiren geleneksel yüksek performanslı malzemelerin aksine, bu yeni filmin gazete baskısına benzer basit sprey kaplama teknikleri kullanılarak büyük ölçekte ve düşük maliyetle üretilebileceğini söylüyor.