به گزارش بازار، به نقل از IE، دستاورد محققان دانشگاه فناوری کوئینزلند (QUT) یک پیشرفت مهم در حوزه فناوری‌های پوشیدنی تلقی می‌شود و قابلیت تحول در نحوه تامین انرژی تجهیزات الکترونیکی پوشیدنی را دارد.
این محققان می‌گویند: «از این فناوری همچنین می‌توان برای خنک کردن تراشه‌های الکترونیکی استفاده کرد تا گوشی‌های هوشمند و رایانه‌ها کارآمدتر شوند.»
پروفسور «ژی گانگ چن» «Zhi-Gang Chen»، سرپرست این گروه تحقیقاتی، می‌گوید: «می توان دستگاه‌های ترموالکتریک انعطاف پذیر را به راحتی بر روی پوست پوشید، جایی که به طور موثر اختلاف دمای بدن انسان و هوای اطراف را به برق تبدیل می‌کند.»
با این حال، چالش‌هایی مانند انعطاف پذیری محدود، ساخت پیچیده، هزینه‌های بالا و عملکرد ناکافی مانع از رسیدن این دستگاه‌ها به مقیاس تجاری شده است.
مهندسان دانشگاه کوئینزلند با استفاده از یک رویکرد جدید که خواص ترموالکتریک بیسموت تلورید را با مزایای ساختاری نانومیله‌های تلوریوم ترکیب می‌کند، بر این مانع غلبه کردند. بیسموت تلورید یک ماده ترموالکتریک معروف است، اما سفتی ذاتی اش، استفاده از آن را در کاربردهای انعطاف پذیر محدود کرده است.
محققان این مشکل را با افزودن نانومیله‌های تلوریوم به مواد حل کردند. این نانومیله‌ها به‌عنوان «نانوپیوند» عمل کرده، فضای بین ورقه‌های بیسموت تلورید را پر و یک شبکه ایجاد می‌کنند. این ساختار توانایی این ورقه نازک را برای تبدیل گرما به برق افزایش داده و به آن انعطاف پذیری می‌بخشد.
این پژوهشگران آزمایش‌هایی را برای ارزیابی عملکرد این ورقه نازک انجام دادند. آنها از این ورقه یک ژنراتور در مقیاس کوچک A۴ ساخته و آن را با الکترودهای خمیر نقره متصل به تجهیزات اندازه گیری، مجهز کردند.
چن گفت: «ما یک ورقه قابل چاپ در اندازه A۴ با عملکرد ترموالکتریک فوق العاده، انعطاف پذیری استثنایی، مقیاس پذیر و ارزان ساختیم که آن را به یکی از بهترین ترموالکتریک‌های انعطاف پذیر موجود تبدیل می‌کند».
هنگامی که ژنراتور در برابر پوست قرار می‌گیرد، توان قابل توجه ۱.۲ میلی وات در هر سانتی متر مربع با اختلاف دمای ۲۰ کلوین بین پوست و هوای اطراف تولید می‌کند.
این سطح از تولید برق که به راحتی در شرایط محیطی معمولی قابل دستیابی است، بر پتانسیل این فناوری برای تامین انرژی طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های پوشیدنی تاکید می‌کند.
کاربردهای فراتر از فناوری پوشیدنی
پیامدهای این تحقیق فراتر از فناوری پوشیدنی است. این پژوهشگران همچنین توانایی این ورقه را در خنک کردن تراشه‌های الکترونیکی نشان دادند که یک جنبه بسیار مهم برای حفظ عملکرد بهینه در دستگاه‌های الکترونیکی است.
با معکوس کردن فرآیند تبدیل انرژی، آنها به کاهش دمای ۱۱.۷ کلوین با حداقل جریان ورودی دست یافتند.
چن اظهار داشت: «این انعطاف پذیری در مواد، از امکانات گسترده‌ای خبر می‌دهد که رویکرد ما می‌تواند برای پیشرفت فناوری ترموالکتریک انعطاف پذیر ارائه کند.»
وی افزود: «همچنین می‌توان آنها را در یک فضای کوچک، مانند داخل رایانه یا تلفن همراه، به کار برد تا به خنک کردن تراشه‌ها و بهبود عملکرد کمک کنند.»
در حالی که این مهندسان از قابلیت‌های طرح خود خبر می‌دهند، اما بر انجام تحقیق و توسعه بیشتر نیز اذعان دارند.
در این پژوهش آمده است: «این راهبرد می‌تواند برای مواد دیگر نیز کارساز باشد و راهی برای تولید ترموالکتریک‌های انعطاف پذیر در مقیاس بزرگ فراهم کند.»
نظر شما