Egyedi gyűrűvel segítenék a viselhető kiegészítők töltését

Egyedi gyűrűvel segítenék a viselhető kiegészítők töltését

Egyedi gyűrűvel segítenék a viselhető kiegészítők töltését

egészség

2 perc

A különféle viselhető kiegészítők – aktivitásmérők, szívmonitorok, okosórák – töltése esetenként sok bosszúságot okozhat. A hőt villamosenergiává alakító termoelektromos generátorok (thermoelectric generator, TEG) viszont az emberi testhő átalakításával biztosíthatják az ilyen típusú eszközök működtetéséhez szükséges energiát.

A Colorado Boulder Egyetem kutatói most egy gyűrűként viselhető fejlesztéssel álltak elő. A készülék sérülés esetén képes megjavítani saját magát és könnyen újrahasznosítható.

A bizmut-tellurid-ötvözeteken és az ólom-telluridon alapuló TEG-ek az űrhajókban is megtalálhatók, valamint folyamatban vannak a motorokból és az ipari csövekből származó hulladékhő összegyűjtésére irányuló fejlesztések is. Az elektromos áram a két eltérő termoelektromos anyag közötti hőmérséklet-különbségnek köszönhetően jön létre. Minél nagyobb a hőmérséklet-különbség, annál több áram termelődik.

Az új eszköz esetén a testhő hasznosításához nagyfokú rugalmasság szükséges, amit a tudósok termoelektromos filmrétegek és nanohuzalok felhasználásával biztosítanak. A termoelektromos chipeket függőleges irányban helyezték el, ami nagy hőmérséklet-különbséget eredményez a levegővel érintkező felső panelek és a bőrhöz tapadó alsó rész között.

A lágy polyimine darabokból és a bizmut-tellurid ötvözetből készült, vékony filmrétegekből álló chipeket a polyimine alap lézerrel kivágott nyílásaiba helyezték, amelyeket gallium-indium ötvözetből készült elektródákra nyomtattak.

Ezek a nagy vezetőképességű ötvözetek szobahőmérsékleten képesek folyadékként viselkedni, így könnyedén nyújthatók és hajlíthatók. A folyékony fémhuzalok beágyazása pedig kis mennyiségű polyimine anyag segítségével történik.

A kapcsolódó fejlesztések jelenleg is zajlanak, de a kutatócsapat már beszámolt egy olyan, egy négyzetcentiméteres eszközről, amely gyűrűként viselhető az ujjon. Ennek a különlegessége, hogy elődjeivel ellentétben méretének akár a kétszeresére is képes megnyúlni anélkül, hogy ez a teljesítmény rovására menne.

Egy nagyjából karpánt méretű készülék pedig – viselője séta közben termelt testhőjéből kinyerve – képes lenne biztosítani egy egyszerű aktivitásmérő vagy viselhető szívmonitor működtetéséhez szükséges energiát.

A nagyjából 10 dollárból előállítható TEG ismételten felhasználható, mivel a benne található termoelektromos modulok és a fémelektródák az oldat segítségével épségben visszanyerhetők. Az újrahasznosított alkatrészekből készült TEG pedig a tapasztalatok szerint ugyanolyan jól működött, mint az eredeti.

Az „önjavítás” illusztrálásra a kutatók levágták a polyimine alapot és a folyékony fémhuzalokat, majd egyszerűen összenyomták a megcsonkított végeket. Ekkor a folyékony fémhuzalok azonnal egybeolvadtak, létrehozva ezzel az újabb áramkört. Másfél óra elteltével a készülék visszaállt eredeti mechanikai szilárdságára és nyújthatóságára.

Mivel ez nagyban megkönnyíti a különféle méretekhez és formákhoz történő alkalmazkodást, így a kutatók abban bíznak, hogy a teljesítmény növelésével találmányuk akár az okosórák áramellátásának biztosítására is használható lesz. Ugyanakkor a kényelmesebb viselet érdekében még csökkenteni kell az eszköz függőleges magasságát, és ki kell zárni a folyékony fém esetleges szivárgásának lehetőségét.

Forrás: