به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از اربیل؛ وسایل الکترونیکی پوشیدنی، از ردیاب های سلامتی و تناسب اندام گرفته تا هدست های واقعیت مجازی، بخشی از زندگی روزمره ما هستند. اما یافتن راه هایی برای برق رسانی مداوم این دستگاه ها یک چالش است.

محققان دانشگاه واشنگتن به رهبری محقق ایرانی خود یک راه حل ابتکاری ایجاد کرده اند: اولین دستگاه ترموالکتریک انعطاف پذیر و پوشیدنی که گرمای بدن را به الکتریسیته تبدیل می کند. این دستگاه نرم و قابل کشش و در عین حال محکم و کارآمد است – ویژگی هایی که ترکیب آن ها می تواند چالش برانگیز باشد.

محمد ملکوتی، استادیار دانشگاه UW گفت: اگر انرژی حرارتی را جمع آوری کنیم که در غیر این صورت به محیط اطراف هدر می رود، سود 100 درصدی است. از آنجا که می خواهیم از آن انرژی برای وسایل الکترونیکی خود تغذیه استفاده کنیم، چگالی توان بالاتری نیاز است. ما از تولید افزودنی برای ساخت وسایل الکترونیکی قابل کشش استفاده می کنیم، کارایی آنها را افزایش می دهیم و همزمان با پاسخ به سؤالات تحقیقاتی اساسی، ادغام یکپارچه آنها را با پوشیدنی ها امکان پذیر می کنیم.

حتی پس از بیش از 15000 چرخه کشش با فشار 30 درصد، دستگاه نمونه اولیه محققین کاملاً کاربردی باقی می ماند، که یک ویژگی بسیار مطلوب برای لوازم الکترونیکی پوشیدنی و روباتیک نرم است. این دستگاه همچنین افزایش 6.5 برابری چگالی توان را در مقایسه با ژنراتورهای ترموالکتریک قابل کشش قبلی نشان می دهد.

برای ایجاد این دستگاه‌های انعطاف‌پذیر، محققان کامپوزیت‌هایی را با ویژگی‌های عملکردی و ساختاری مهندسی شده در هر لایه چاپ کردند. مواد پرکننده حاوی آلیاژهای فلزی مایع است که رسانایی الکتریکی و حرارتی بالایی را فراهم می کند. این آلیاژها محدودیت‌های موجود در دستگاه‌های قبلی، از جمله ناتوانی در کشش، انتقال حرارت ناکارآمد و فرآیند ساخت پیچیده را برطرف می‌کنند.

این تیم همچنین میکروسفرهای توخالی را تعبیه کردند تا گرما را به نیمه هادی های لایه هسته هدایت کنند و وزن دستگاه را کاهش دهند.

محققان نشان دادند که می‌توانند این دستگاه‌ها را روی پارچه‌های نساجی قابل کشش و سطوح منحنی چاپ کنند، که نشان می‌دهد دستگاه‌های آینده می‌توانند روی لباس‌ها و اشیاء دیگر نیز اعمال شوند. تیم در مورد احتمالات آینده و کاربردهای واقعی وسایل الکترونیکی پوشیدنی هیجان زده است.

ملکوتی که همچنین یکی از محققین مؤسسه سیستم‌های مهندسی نانو UW است، می‌گوید: یکی از جنبه‌های منحصربه‌فرد تحقیقات ما این است که کل طیف از سنتز مواد گرفته تا ساخت دستگاه و خصوصیات را پوشش می‌دهد. این به ما آزادی طراحی مواد جدید، مهندسی هر مرحله از فرآیند و خلاقیت را می دهد.

این تیم این یافته ها را در 24 جولای در Advanced Energy Materials منتشر کرد.

مریم محرمی

انتهای پیام/