Yeni filmle vücut ısısı elektriğe dönüştürülüyor ve yeni nesil giyilebilir cihazlar güçlendiriliyor

[™ Admin]

Yeni filmle vücut ısısı elektriğe dönüştürülüyor ve yeni nesil giyilebilir cihazlar güçlendiriliyor

Queensland Teknoloji Üniversitesi'ndeki (QUT) araştırmacılar, vücut ısısını elektrik enerjisine dönüştürebilen ultra ince, esnek bir film geliştirdiler.

Bu çığır açan buluş, giyilebilir teknoloji alanında önemli bir ilerlemedir. Giyilebilir cihazları çalıştırma şeklimizde devrim yaratma potansiyeline sahiptir.

Basın bülteninde "Bu teknoloji, elektronik çipleri soğutmak, akıllı telefonların ve bilgisayarların daha verimli çalışmasına yardımcı olmak için de kullanılabilir" ifadeleri yer aldı.

Araştırma ekibine liderlik eden Profesör Zhi-Gang Chen, "Esnek termoelektrik cihazlar, insan vücudu ile çevredeki hava arasındaki sıcaklık farkını etkili bir şekilde elektriğe dönüştürdükleri ciltte rahatça giyilebilir" dedi.

Ancak, bu cihazların ticari ölçeğe ulaşmasını engelleyen birkaç zorluk bulunmaktadır. Bunlar arasında sınırlı esneklik, karmaşık üretim, yüksek maliyetler ve yetersiz performans yer almaktadır.

Esnek termoelektriklerdeki zorlukların üstesinden gelmek

QUT ekibi, bizmut tellüridin termoelektrik özelliklerini tellür nanorodların yapısal faydalarıyla birleştiren yeni bir yaklaşım kullanarak bu engeli aştı.

Bizmut tellür iyi bilinen bir termoelektrik malzemedir, ancak doğal sertliği esnek uygulamalarda kullanımını sınırlamıştır.

Araştırmacılar bu sorunu malzemeye tellür nanorodlar ekleyerek çözdüler. Bu nanorodlar "nano bağlayıcılar" olarak işlev görerek bizmut tellür tabakaları arasındaki boşlukları doldurur ve bir ağ oluşturur.

Bu yapı filmin ısıyı elektriğe dönüştürme yeteneğini artırır ve ona esneklik kazandırır.

Filmin performansının değerlendirilmesi

Araştırma ekibi filmin performansını değerlendirmek için testler yaptı. Filmin A4 boyutundaki bir tabakasından küçük ölçekli bir jeneratör yaptılar ve ölçüm ekipmanına bağlı gümüş macun elektrotlarla donattılar.

Profesör Chen, "Rekor düzeyde yüksek termoelektrik performans, olağanüstü esneklik, ölçeklenebilirlik ve düşük maliyetle basılabilir bir A4 boyutunda film oluşturduk ve bu da onu piyasadaki en iyi esnek termoelektriklerden biri haline getirdi" diye vurguladı.

Jeneratör cilde yerleştirildiğinde, cilt ile çevredeki hava arasında 20 Kelvinlik bir sıcaklık farkıyla santimetrekare başına 1,2 miliwattlık kayda değer bir güç üretti.

Tipik ortam koşullarında kolayca elde edilebilen bu güç üretimi seviyesi, bu teknolojinin çok çeşitli giyilebilir cihazlara güç sağlama potansiyelini vurgular.

Giyilebilir teknolojinin ötesinde uygulamalar

Bu araştırmanın etkileri giyilebilir teknolojinin ötesine uzanıyor. Ekip ayrıca filmin elektronik cihazlarda optimum performansı sürdürmenin kritik bir yönü olan elektronik çipleri soğutma yeteneğini de gösterdi.

Enerji dönüşüm sürecini tersine çevirerek, minimum giriş akımıyla 11,7 Kelvinlik bir sıcaklık düşüşü elde ettiler.

Chen, "Malzemelerdeki bu esneklik, yaklaşımımızın esnek termoelektrik teknolojisini ilerletmek için sunduğu geniş kapsamlı olanakları gösteriyor," dedi.

"Ayrıca, çipleri soğutmaya ve performansı iyileştirmeye yardımcı olmak için bir bilgisayar veya cep telefonu gibi dar bir alanda da uygulanabilirler."

Ekip, çalışmalarının potansiyeli konusunda hevesli olsa da, daha fazla araştırma ve geliştirmenin gerekli olduğunu kabul ediyorlar.

Çalışma, "Bu strateji diğer malzemeler için de işe yaramalı ve büyük ölçekli, esnek termoelektrikler üretmenin bir yolunu sağlamalı" sonucuna vardı.