به گزارش چاینا دیلی، با رشد سریع گجت‌های پوشیدنی مانند ساعت‌های هوشمند و ردیاب‌های تناسب اندام، یکی از چالش‌های اصلی، نیاز مداوم به شارژ یا تعویض باتری است. اما فناوری ترموالکتریک، که توانایی تبدیل مستقیم گرمای بدن به برق را دارد، به عنوان راه‌حلی ایمن، سازگار با محیط زیست و بدون قطعات مکانیکی، امید تازه‌ای به همراه آورده است.
با این حال، تاکنون عملکرد مواد ترموالکتریک انعطاف‌پذیر محدود بوده است. در این پروژه، تیمی از مؤسسه مهندسی برق وابسته به آکادمی علوم چین با استفاده از روشی شیمیایی، نانوسیم‌های سلنید نقره را سنتز کردند. آن‌ها این نانوسیم‌ها را با گرافن ترکیب کرده و روی بستر نایلونی متخلخل اعمال کردند.
سپس با بهره‌گیری از تکنیک‌های پیشرفته‌ای همچون فیلتراسیون و پرس گرم سریع، فیلمی فوق‌العاده انعطاف‌پذیر و پرکاربرد ساخته شد که بالاترین چگالی توان گزارش‌شده در میان دستگاه‌های ترموالکتریک انعطاف‌پذیر مبتنی بر سلنید نقره را ارائه می‌دهد.
در گامی بعدی، پژوهشگران یک ژنراتور قوسی سه‌بعدی مینیاتوری به شکل پل طراحی کردند که شامل ۱۰۰ واحد ترموالکتریک متصل به یکدیگر بود. این طراحی نوآورانه به‌طور موثرتری از اختلاف دمای بدن و محیط بهره می‌برد و خروجی برق بی‌سابقه‌ای در این کلاس از دستگاه‌ها ثبت کرد.
محققان ارشد پروژه، گفتند: «این تحقیق نشان داد که فناوری ترموالکتریک می‌تواند به‌طور مؤثر در دستگاه‌های انعطاف‌پذیر تولید برق به کار رود و یک راه‌حل انرژی پایدار و کارآمد برای پوشیدنی‌های هوشمند فراهم کند.»
این دستاورد می‌تواند گامی کلیدی در تحقق نسل بعدی دستگاه‌های پوشیدنی کاملاً خودتأمین از نظر انرژی باشد.
بر اساس این دستاورد علمی، توسعه ماده ترموالکتریک انعطاف‌پذیر با راندمان بالا برای پوشیدنی‌های هوشمند دارای فواید و مزایای چندلایه‌ای و گسترده‌ای در حوزه‌های فناوری، انرژی، پزشکی و محیط زیست است. این فناوری امکان استفاده از گرمای طبیعی بدن برای تولید برق را فراهم می‌کند، به‌گونه‌ای که دستگاه‌های پوشیدنی می‌توانند بدون نیاز به باتری یا شارژ مجدد، به‌صورت مداوم و خودکار انرژی مورد نیاز خود را تأمین کنند.
همچنین، مواد ترموالکتریک انعطاف‌پذیر به‌دلیل سازگاری با پوست و قابلیت خم‌شدن، شرایطی را برای طراحی‌های متنوع، راحت و ارگونومیک در گجت‌ها، لباس‌های هوشمند و تجهیزات پزشکی فراهم می‌کنند. یکی از مزایای کلیدی این نوآوری، کاهش وابستگی به باتری‌های شیمیایی و در نتیجه کاهش تولید زباله‌های الکترونیکی و آلودگی‌های زیست‌محیطی است. بهره‌برداری مؤثر از اختلاف دمای بدن و محیط نیز امکان تولید برق در شرایط مختلف را فراهم می‌سازد، که برای کاربردهای پزشکی از راه دور، نجات اضطراری و مناطق فاقد زیرساخت انرژی بسیار ارزشمند است.
از سوی دیگر، این مواد می‌توانند در تولید سنسورها، ایمپلنت‌ها و مانیتورهای زیستی پوشیدنی با توان تأمین انرژی مستقل به کار روند و نقش مهمی در توسعه فناوری‌های نوین سلامت دیجیتال ایفا کنند. در نهایت، این نوآوری بستر علمی و فنی مناسبی را برای گسترش نسل جدیدی از ابزارهای پوشیدنی هوشمند، تجهیزات نظامی، کاربردهای صنعتی و حتی فناوری‌های فضایی فراهم می‌سازد.
در مجموع، این کشف نقطه تلاقی مهمی میان نانوفناوری، مهندسی مواد و آینده انرژی‌های پاک به شمار می‌رود و گامی کلیدی در مسیر تحقق دستگاه‌های پوشیدنی خودتأمین و پایدار محسوب می‌شود.
منبع: chinadaily
