باتری خداحافظ! فیلم نازک که گرمای بدنتو برق می‌کنه (شوک‌آور)

یه پیشرفت باورنکردنی تو ساخت فیلم‌های فوق‌العاده نازک و قابل انعطاف

یه گروه تحقیقاتی تحت هدایت دانشگاه فناوری کوئینزلند (QUT) موفق شدن یه فیلم خیلی نازک و انعطاف‌پذیر بسازن که می‌تونه دستگاه‌های پوشیدنی آینده رو با انرژی حرارت بدن تأمین کنه و دیگه نیازی به باتری نباشه. این تکنولوژی همچنین می‌تونه برای خنک کردن تراشه‌های الکترونیکی استفاده بشه و عملکرد گوشی‌های هوشمند و کامپیوترها رو بهتر کنه.

پروفسور ژی‌گانگ چن، که نتایج تحقیقات جدید گروهشون توی مجله‌ی Science چاپ شده، گفت این پیشرفت یه جواب محکم به چالش‌های اساسی توی ساخت دستگاه‌های ترموالکتریک انعطاف‌پذیره که گرمای بدن رو به انرژی تبدیل می‌کنن. این روش می‌تونه یه منبع انرژی پایدار برای دستگاه‌های الکترونیکی پوشیدنی و همینطور یه راه خنک‌کنندگی کارآمد برای تراشه‌ها فراهم کنه.

در کنار پروفسور چن، محققین QUT که توی این مطالعه نقش داشتن شامل آقای ونی چن (نویسنده‌ی اصلی)، دکتر شیاولی شی، دکتر منگ لی، آقای یوانچینگ مائو و خانم کینگ‌ی لیو هستن که همگی از مرکز تحقیقاتی ARC در تولید انرژی بدون کربن، دانشکده شیمی و فیزیک QUT و مرکز علوم مواد QUT فعالیت می‌کنن. بقیه‌ی اعضای این تیم تحقیقاتی هم شامل آقای تینگ لیو، پروفسور متیو دارگوش و پروفسور جین زو از دانشگاه کوئینزلند و پروفسور گائو کینگ (مکس) لو از دانشگاه ساری هستن.

پروفسور چن اضافه کرد: “دستگاه‌های ترموالکتریک انعطاف‌پذیر رو می‌شه راحت روی پوست چسبوند و به صورت مؤثر اختلاف دما بین بدن انسان و هوای اطراف رو به برق تبدیل کرد.”

کاربردهای نوین ترمو الکتریک‌های انعطاف‌پذیر

از این تکنولوژی می‌شه تو فضاهای تنگ، مثل داخل کامپیوتر یا موبایل استفاده کرد تا به خنک کردن تراشه‌ها کمک کنه و کارایی‌شون رو بالا ببره. از کاربردهای دیگه‌ش هم می‌شه به مدیریت حرارتی شخصی اشاره کرد، جایی که گرمای بدن می‌تونه منبعی برای سیستم‌های گرمایشی، تهویه و سرمایشی پوشیدنی باشه.

با وجود این، مشکلاتی مثل محدودیت در انعطاف‌پذیری، روش‌های پیچیده‌ی تولید، هزینه‌ی بالا و عملکرد نه‌چندان خوب، جلوی این رو گرفته که این دستگاه‌ها به تولید انبوه برسن. بیشتر تحقیقات توی این زمینه روی ترمو الکتریک‌های مبتنی بر بیسموت تلورید تمرکز داره، چون این ماده به خاطر ویژگی‌های فوق‌العاده‌ش توی تبدیل گرما به برق، برای کاربردهایی با مصرف کم مثل مانیتورهای ضربان قلب، دما یا حرکت، ایده‌آل هست.

تکنولوژی جدید برای فیلم‌های ترمو الکتریک انعطاف‌پذیر

توی این مطالعه، گروه تحقیقاتی یه تکنولوژی مقرون‌به‌صرفه برای تولید فیلم‌های ترمو الکتریک انعطاف‌پذیر معرفی کرده که از کریستال‌های ریز یا “نانوبایندرها” استفاده می‌کنه. این نانوبایندرها یه لایه‌ی یکنواخت از ورقه‌های بیسموت تلورید رو تشکیل می‌دن و هم کارایی و هم انعطاف‌پذیری رو افزایش می‌دن. پروفسور چن گفت: “ما یه فیلم به اندازه‌ی A4 با قابلیت چاپ ایجاد کردیم که عملکرد ترمو الکتریک بی‌نظیری داره، انعطاف‌پذیری فوق‌العاده‌ای داره، قابلیت تولید در مقیاس بزرگ رو داره و هزینه‌ش هم پایینه. این ویژگی‌ها باعث شده که این فیلم یکی از بهترین ترمو الکتریک‌های انعطاف‌پذیر موجود باشه.”

این تیم از “سنتز حلّال حرارتی” استفاده کرده، یه روش که نانوکریستال‌ها رو توی یه حلال تو دمای بالا و فشار زیاد به وجود میاره و با “چاپ صفحه‌ای” و “سینتر کردن” ترکیب می‌شه. روش چاپ صفحه‌ای امکان تولید فیلم در مقیاس بزرگ رو فراهم می‌کنه، در حالی که سینتر کردن، فیلم‌ها رو به نقطه‌ی ذوب نزدیک می‌کنه و ذرات رو به هم وصل می‌کنه. آقای ونی چن گفت که تکنیک اونها می‌تونه با سیستم‌های دیگه هم کار کنه، مثل ترمو الکتریک‌های مبتنی بر سلنید نقره که ممکنه ارزان‌تر و پایدارتر از مواد معمولی باشن. اون اضافه کرد: “این انعطاف‌پذیری توی مواد، نشون‌دهنده‌ی امکانات گسترده‌ای هست که رویکرد ما برای پیشرفت فناوری ترمو الکتریک انعطاف‌پذیر ارائه می‌ده.”