یک تیم تحقیقاتی به رهبری محققان دانشگاه کوئینزلند، فیلم بسیار نازک و انعطاف‌پذیری ساخته‌اند که می‌تواند انرژی مورد نیاز دستگاه‌های پوشیدنی نسل بعدی را با استفاده از گرمای بدن تامین کند.

این فناوری می‌تواند برای خنک کردن تراشه‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد و به گوشی‌های هوشمند و رایانه‌ها کمک کند تا کارآمدتر کار کنند.

پروفسور ژی گانگ چن، نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای با عنوان Nanobinders advanced thermoelectrics flexible printed-screened در نشریه Scienc به چاپ رسانده است. نتایج این پروژه پیشرفت جالب توجهی در مسیر ساخت دستگاه‌های ترموالکتریک انعطاف‌پذیر است، دستگاه‌هایی که انرژی مورد نیاز خود را از گرمای بدن تامین می‌کنند. این رویکرد پتانسیل یک منبع انرژی پایدار برای وسایل الکترونیکی پوشیدنی و همچنین یک روش خنک‌کننده کارآمد برای تراشه‌ها را ارائه می‌دهد.

پروفسور چن می‌گوید: «دستگاه‌های ترموالکتریک انعطاف‌پذیر را می‌توان به راحتی روی پوست بدن قرارداد، جایی که به طور مؤثر اختلاف دمای بدن انسان و هوای اطراف را به برق تبدیل می‌کند. همچنین می‌توان آن‌ها را در یک فضای فشرده، مانند داخل رایانه یا تلفن همراه، به کار برد تا به خنک کردن چیپ‌ها و بهبود عملکرد کمک کند.»

با این حال، چالش‌هایی مانند انعطاف‌پذیری محدود، روش ساخت پیچیده، هزینه بالا و عملکرد ناکافی مانع از رسیدن این دستگاه‌ها به مقیاس تجاری شده است.

بیشتر تحقیقات در این زمینه بر ترموالکتریک‌های مبتنی بر بیسموت تلورید متمرکز شده است. در این مطالعه، این تیم یک فناوری مقرون‌به‌صرفه را برای ساخت فیلم‌های ترموالکتریک انعطاف‌پذیر با استفاده از کریستال‌های کوچک یا «نانوبیندرها» ارائه کرد که لایه‌ای ثابت از ورقه‌های تلورید بیسموت را تشکیل می‌دهند که هم کارایی و هم انعطاف‌پذیری را افزایش می‌دهند.

پروفسور چن گفت: «ما یک فیلم قابل چاپ در اندازه A۴ با عملکرد ترموالکتریک بی‌سابقه، انعطاف‌پذیری استثنایی، مقیاس‌پذیری و هزینه کم ایجاد کردیم که آن را به یکی از بهترین ترموالکتریک‌های انعطاف‌پذیر در دسترس تبدیل کرده است.»

این تیم از “سنتز حلال گرمایی” استفاده کردند، روشی که نانوکریستال‌ها را در یک حلال تحت دما و فشار بالا تشکیل می‌دهد. به گفته ونی چن از محققان این پروژه، این روش می‌تواند با سیستم‌های دیگر مانند ترموالکتریک‌های مبتنی بر سلنید نقره نیز کار کند که معمولا ارزان تر و پایدارتر از مواد سنتی هستند.

او گفت: «این انعطاف‌پذیری در مواد، نشان‌دهنده امکانات گسترده‌ای است که رویکرد ما برای پیشرفت فناوری ترموالکتریک انعطاف‌پذیر ارائه می‌دهد.»