QUT liderliğindeki bir araştırma ekibi, vücut ısısını kullanarak yeni nesil giyilebilir cihazlara güç sağlayabilecek ve pil ihtiyacını ortadan kaldıracak ultra ince, esnek bir film geliştirdi. Bu teknoloji ayrıca elektronik çipleri soğutmak için de kullanılabilir ve akıllı telefonların ve bilgisayarların daha verimli çalışmasına yardımcı olabilir.
Ekibinin yeni araştırması Science dergisinde yayınlanan Profesör Zhi-Gang Chen, atılımın vücut ısısını güce dönüştüren esnek termoelektrik cihazlar yaratmada büyük bir zorluğun üstesinden geldiğini söyledi. Bu yaklaşım, giyilebilir elektronik cihazlar için sürdürülebilir bir enerji kaynağı potansiyeli ve çipler için verimli bir soğutma yöntemi sunuyor.
Araştırma ekibinin diğer üyeleri arasında Queensland Üniversitesi'nden Bay Ting Liu, Profesör Matthew Dargusch ve Profesör Jin Zou ile Surrey Üniversitesi'nden Profesör Gao Qing (Max) Lu yer alıyor. Profesör Chen, “Esnek termoelektrik cihazlar, insan vücudu ile çevredeki hava arasındaki sıcaklık farkını etkili bir şekilde ele aldıkları ciltte rahatça giyilebilir. Ayrıca, bilgisayar veya cep telefonu gibi dar bir alanda, çipleri soğutmaya ve performansı artırmaya yardımcı olmak için de uygulanabilirler. Diğer potansiyel uygulamalar, vücut ısısının giyilebilir bir ısıtma, havalandırma ve klima sistemini çalıştırabileceği kişisel termal yönetimden oluşur. Ancak, sınırlı esneklik, karmaşık üretim, yüksek maliyetler ve yetersiz performans gibi zorluklar, bu cihazların ticari ölçeğe ulaşmasını engellemiştir.” dedi.
Bu alandaki araştırmaların çoğu, ısıyı elektriğe dönüştüren ve kalp atış hızı, sıcaklık veya hareket monitörleri gibi düşük güç uygulamaları için ideal hale getiren yüksek özellikleri nedeniyle değer verilen bizmut tellür bazlı termoelektriklere odaklanmıştı.
Bu çalışmada, ekip, hem verimliliği hem de esnekliği artıran tutarlı bir bizmut tellür tabakaları oluşturan minik kristaller veya "nano bağlayıcılar" kullanarak esnek termoelektrik filmler yapmak için uygun maliyetli bir teknoloji tanıttı.
Profesör Chen, “Rekor düzeyde yüksek termoelektrik performans, olağanüstü esneklik, ölçeklenebilirlik ve düşük maliyetle basılabilir A4 boyutunda bir film oluşturduk ve bu da onu piyasadaki en iyi esnek termoelektriklerden biri haline getirdi.” dedi.
Ekip, yüksek sıcaklık ve basınç altında bir çözücüde nanokristaller oluşturan bir teknik olan "solvotermal sentez"i "serigrafi" ve "sinterleme" ile birleştirdi. Serigrafi baskı yöntemi, büyük ölçekli film üretimine olanak tanırken, sinterleme filmleri neredeyse erime noktasına kadar ısıtarak parçacıkları birbirine bağlar.
Bay Wenyi Chen, tekniklerinin, geleneksel malzemelerden potansiyel olarak daha ucuz ve daha sürdürülebilir olan gümüş selenid bazlı termoelektrikler gibi diğer sistemlerle de çalışabileceğini söyledi. “Malzemelerdeki bu esneklik, yaklaşımımızın esnek termoelektrik teknolojisini ilerletmek için sunduğu geniş kapsamlı olanakları gösteriyor.” dedi.
Ekibinin yeni araştırması Science dergisinde yayınlanan Profesör Zhi-Gang Chen, atılımın vücut ısısını güce dönüştüren esnek termoelektrik cihazlar yaratmada büyük bir zorluğun üstesinden geldiğini söyledi. Bu yaklaşım, giyilebilir elektronik cihazlar için sürdürülebilir bir enerji kaynağı potansiyeli ve çipler için verimli bir soğutma yöntemi sunuyor.
Araştırma ekibinin diğer üyeleri arasında Queensland Üniversitesi'nden Bay Ting Liu, Profesör Matthew Dargusch ve Profesör Jin Zou ile Surrey Üniversitesi'nden Profesör Gao Qing (Max) Lu yer alıyor. Profesör Chen, “Esnek termoelektrik cihazlar, insan vücudu ile çevredeki hava arasındaki sıcaklık farkını etkili bir şekilde ele aldıkları ciltte rahatça giyilebilir. Ayrıca, bilgisayar veya cep telefonu gibi dar bir alanda, çipleri soğutmaya ve performansı artırmaya yardımcı olmak için de uygulanabilirler. Diğer potansiyel uygulamalar, vücut ısısının giyilebilir bir ısıtma, havalandırma ve klima sistemini çalıştırabileceği kişisel termal yönetimden oluşur. Ancak, sınırlı esneklik, karmaşık üretim, yüksek maliyetler ve yetersiz performans gibi zorluklar, bu cihazların ticari ölçeğe ulaşmasını engellemiştir.” dedi.
Bu alandaki araştırmaların çoğu, ısıyı elektriğe dönüştüren ve kalp atış hızı, sıcaklık veya hareket monitörleri gibi düşük güç uygulamaları için ideal hale getiren yüksek özellikleri nedeniyle değer verilen bizmut tellür bazlı termoelektriklere odaklanmıştı.
Bu çalışmada, ekip, hem verimliliği hem de esnekliği artıran tutarlı bir bizmut tellür tabakaları oluşturan minik kristaller veya "nano bağlayıcılar" kullanarak esnek termoelektrik filmler yapmak için uygun maliyetli bir teknoloji tanıttı.
Profesör Chen, “Rekor düzeyde yüksek termoelektrik performans, olağanüstü esneklik, ölçeklenebilirlik ve düşük maliyetle basılabilir A4 boyutunda bir film oluşturduk ve bu da onu piyasadaki en iyi esnek termoelektriklerden biri haline getirdi.” dedi.
Ekip, yüksek sıcaklık ve basınç altında bir çözücüde nanokristaller oluşturan bir teknik olan "solvotermal sentez"i "serigrafi" ve "sinterleme" ile birleştirdi. Serigrafi baskı yöntemi, büyük ölçekli film üretimine olanak tanırken, sinterleme filmleri neredeyse erime noktasına kadar ısıtarak parçacıkları birbirine bağlar.
Bay Wenyi Chen, tekniklerinin, geleneksel malzemelerden potansiyel olarak daha ucuz ve daha sürdürülebilir olan gümüş selenid bazlı termoelektrikler gibi diğer sistemlerle de çalışabileceğini söyledi. “Malzemelerdeki bu esneklik, yaklaşımımızın esnek termoelektrik teknolojisini ilerletmek için sunduğu geniş kapsamlı olanakları gösteriyor.” dedi.
Kaynak
Bu rehber yardımcı oldu mu?
DoktorClub’da Keşfet
