Гибкое носимое устройство собирает тепловую энергию

Команда из Вашингтонского университета опубликовала свое исследование в Advanced Energy Materials. Устройство описывается как мягкое и растяжимое, но прочное и эффективное.

«Это 100-процентный выигрыш, если мы собираем тепловую энергию, которая в противном случае была бы потрачена впустую», — сказал Мохаммад Малакути, доцент кафедры машиностроения Университета Вашингтона. «Поскольку мы хотим использовать эту энергию для электроники с автономным питанием, необходима более высокая плотность мощности.

«Мы используем аддитивное производство для изготовления растягиваемой электроники, повышения ее эффективности и обеспечения беспрепятственной интеграции в носимые устройства, отвечая на фундаментальные вопросы исследований».

По словам команды, устройство остается полностью функциональным после более чем 15 000 циклов растяжения при 30-процентной деформации — очень желательной функции для носимой электроники и мягкой робототехники. Исследователи также обнаружили, что он показал увеличение удельной мощности в 6,5 раз по сравнению с предыдущими растяжимыми термоэлектрическими генераторами.

Для создания гибких устройств исследователи напечатали на 3D-принтере композиты с заданными функциональными и структурными свойствами на каждом слое. Присадочный материал содержал жидкие металлические сплавы, обеспечивающие высокую электро- и теплопроводность. Команда заявила, что сплавы устраняют ограничения предыдущих устройств, в том числе неспособность растягиваться, неэффективную теплопередачу и сложный процесс изготовления.

Также были встроены полые микросферы, чтобы направить тепло на полупроводники в слое сердцевины и уменьшить вес устройства.

Исследователи показали, что они могут печатать эти устройства на эластичных текстильных тканях и изогнутых поверхностях, предполагая, что будущие устройства можно будет применять для одежды и других предметов.

«Уникальный аспект наших исследований заключается в том, что они охватывают весь спектр, от синтеза материалов до изготовления устройств и их характеристик, — сказал Малакути, который также является научным сотрудником Института наноинженерных систем Университета Вашингтона . — Это дает нам свободу разрабатывать новые материалы, проектировать каждый шаг в процессе и проявлять творческий подход».

Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК

Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов

hello@technovery.com