تبدیل گرمای بدن به برق با مهندسی فضای خالی اتمی

به گزارش واحد علم و فناوری خبرگزاری صبح اقتصاد از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، پژوهشگران دانشگاه فناوری کوئینزلند (QUT) با بهره‌گیری از «مهندسی فضای خالی اتمی» موفق به ساخت نیمه‌رسانایی انعطاف‌پذیر شدند که می‌تواند گرمای بدن را به‌طور مؤثر به برق تبدیل کند. این نوآوری راه را برای توسعه پوشیدنی‌های بدون باتری هموار می‌کند.

در این پژوهش که در مجله معتبر Nature Communications منتشر شده است، این تیم تحقیقاتی با کنترل دقیق فضاهای خالی بین اتم‌ها در یک آلیاژ AgCu(Te,Se,S)، توانستند خواص حرارتی، الکتریکی و مکانیکی آن را بهبود ببخشند. این آلیاژ، متشکل از نقره، مس، تلوریوم، سلنیم و گوگرد، به روشی ساده و مقرون‌به‌صرفه از طریق ذوب‌سازی سنتز شده است.

نویسنده اول مقاله، نان‌های لی، اعلام کرد کنترل راهبردی فضای خالی اتمی علاوه بر ارتقای بازده تبدیل گرما به برق، انعطاف‌پذیری بالایی به ماده بخشیده است. پژوهشگران همچنین چندین میکرودستگاه انعطاف‌پذیر بر پایه این ماده طراحی کردند که به راحتی بر روی بازو قرار می‌گیرند، نشان‌دهنده پتانسیل بالای این فناوری برای کاربردهای عملی است.

مهندسی فضای خالی اتمی شامل ایجاد و مدیریت هدفمند مکان‌های خالی در ساختار بلوری است و می‌تواند خواص ماده را به طرز چشمگیری تغییر دهد. این رویکرد در این پروژه به بهبود چشمگیر عملکرد گرمایی-الکتریکی و انعطاف‌پذیری منجر شده است.

استاد ژی-گانگ چن، سرپرست این پروژه، اظهار داشت که با پیشرفت سریع الکترونیک انعطاف‌پذیر، نیاز به فناوری‌های ترموالکتریک قابل‌انعطاف به شدت در حال افزایش است.

وی خاطرنشان کرد که مواد رایج ترموالکتریک، یا دارای عملکرد پایین (در مواد آلی) یا شکننده و سخت (در مواد معدنی) هستند، اما آلیاژ AgCu(Te,Se,S) با مهندسی جدید، این محدودیت‌ها را پشت سر گذاشته است. این پژوهش با حمایت مالی شورای تحقیقات استرالیا انجام شده است.