Современные носимые устройства требуют громоздких аккумуляторов или регулярной подзарядки. Наличие постоянного, компактного и удобного источника питания позволило бы технологии носимых устройств сделать большой шаг вперед. Такой потенциал имеется у термоэлектрических материалов. К сожалению, все известные до сих пор высокоэффективные термоэлектрические материалы обладали гибкостью, но не эластичностью.
Термоэлектрические материалы вырабатывают электричество из разницы температур — в данном случае, между средней температурой тела (около 37 градусов) и температурой окружающей среды, которая обычно составляет от 20 до 30 градусов. Инновация ученых из Пекинского университета заключается в концепции термоэлектрической резины, которую можно было бы растягивать, скручивать и прикладывать к коже, пишет SCMP.
«Такие тепловые устройства удобны для ношения и эффективно преобразуют тепловую энергию тела в электрическую с меньшими потерями тепла», — сказал Лэй Тин, один из авторов статьи. По его словам, такой материал способен вырабатывать электроэнергию неограниченно долго, если не будет поврежден.
Секрет инновации — в смеси полупроводящих полимеров с эластичной резиной. Исследователи разработали сеть нановолокон, которая обеспечивает как эластичность, так и проводимость. После обработки материал растягивается более чем на 850% от своей первоначальной длины. При растяжении до 150% он восстанавливает свыше 90% своей формы, что сопоставимо с натуральным каучуком. Специальные легирующие присадки обеспечили появление термоэлектрических свойств, сопоставимых со свойствами неорганических материалов.
Разработка знаменует прогресс в области эластомеров n-типа, то есть материалов, проводящих электроны и сохраняющих проводимость при механической нагрузке. До сих пор достижение эластичности и высокой электрической мощности в системах n-типа оставалось нерешенной задачей.
Недавно ученые из США разработали новый тип пластика — ферроэлектрический полимер без фтора. Он разлагается в естественных условиях без выделения токсичных веществ, упругий, как резина, и проводит электричество.
