Людське тіло здатне заряджати мобільні гаджети

Людське тіло, по суті, є своєрідним «ходячим обігрівачем» потужністю приблизно 100 Вт. Значна частина цієї енергії постійно розсіюється в навколишнє середовище, поки ми паралельно шукаємо зарядний пристрій для годинника чи навушників.

Дослідники з Сеульського національного університету вирішили, що така «трата» власного тепла є надто нераціональною, і розробили повністю плаский термоелектричний генератор, здатний перетворювати тепло шкіри на електричну енергію.

Термоелектричні технології самі по собі не нові: принцип доволі простий — використовується різниця температур між гарячою поверхнею (шкірою) та холоднішим навколишнім середовищем, завдяки чому виникає електричний струм. Водночас для ефективної роботи потрібен відчутний температурний градієнт. Коли намагаються створити тонкий і гнучкий пристрій, подібний до пластиру, тепло надто швидко проходить крізь нього, не встигаючи перетворитися на енергію. Іншими словами, тепло «пробиває» тонкий шар наскрізь, не формуючи необхідної різниці температур між його частинами.

Корейські науковці, чия робота опублікована в журналі Science Advances, запропонували так званий псевдопоперечний термоелектричний генератор.

Ключем до технології стала еластична силіконова основа, в яку нерівномірно вбудовані теплопровідні наночастинки міді. Їх розташування організовано так, щоб спрямовувати потік тепла не перпендикулярно до поверхні, а вздовж неї. У результаті в тонкій плівці формуються сусідні ділянки з різною температурою — «теплі» та «холодні» зони.

Така архітектура дає змогу імітувати складні фізичні процеси, за яких теплові та електричні потоки перетинаються під прямим кутом. Примітно, що пристрій можна виготовляти методом друку зі спеціальних чорнил, що спрощує масштабування технології. Крім того, елементи конструкції можуть збиратися модульно, подібно до конструктора, утворюючи джерела живлення різної форми та розмірів.

Подібна розробка відкриває шлях до автономних гаджетів, які не потребуватимуть регулярного підзаряджання. Під час руху, роботи чи навіть відпочинку тіло людини зможе забезпечувати енергією медичні датчики або носиму електроніку, зокрема фітнес-трекери. Завдяки гнучкості матеріал здатен щільно повторювати контури тіла, що раніше залишалося суттєвим обмеженням для подібних технологій.