Традиционные термоэлектрические генераторы используют разность температур для выработки энергии. В устройствах, занимающих много места, эту разницу поддерживать легко, но в тонких и носимых системах, прилегающих к коже, тепло быстро проходит через материал и рассеивается в воздухе. Предыдущие попытки решить эту проблему путем изгиба устройств или создания объемных структур увеличивали толщину и снижали комфорт.

Команда ученых из Сеульского национального университета подошла к задаче иначе: вместо изменения формы они изменили путь теплового потока. Исследователи разработали «подложку с двойной теплопроводностью», внедрив в определенные участки растяжимой силиконовой основы медные наночастицы. Это создало зоны с разными тепловыми свойствами в одном слое, пишет IE.

В новой конструкции тепло распространяется горизонтально вдоль высокопроводящих путей, а не уходит вертикально. Термоэлектрические материалы, размещенные между этими зонами, испытывают разницу температур по поверхности, что позволяет генерировать энергию даже в плоской тонкой пленке без изгибов и структурных изменений.

Устройство производится методом печати на основе чернил, что обеспечивает гибкость и масштабируемость производства с возможностью легкой настройки размера и конфигурации. Исследователи называют систему «псевдопоперечным термоэлектрическим генератором», поскольку она имитирует поведение поперечного теплового потока новым способом.

Разработчики подчеркивают, что технология имеет большой потенциал использования в качестве источника питания для носимых датчиков и электронных устройств, которые можно крепить к коже или одежде. Она открывает путь к созданию действительно автономных гаджетов, от мониторов здоровья до «умного» текстиля.

«Умные» носимые устройства вызывают ажиотаж и привлекают инвестиции, но их потенциал пока не раскрыт. Мешают этому, в первую очередь, микрочипы, не предназначенные для этой технологии — они жесткие, энергоемкие и довольно хрупкие. Чтобы решить эту проблему, команда исследователей из Китая создала семейство гибких чипов FLEXI.