Человек по сути является своеобразным «ходячим обогревателем» мощностью порядка 100 Вт. Значительная часть этой энергии постоянно рассеивается в окружающее пространство, пока мы параллельно ищем зарядку для часов или наушников.

Исследователи из Сеульского национального университета решили, что подобная «трата» собственного тепла слишком нерациональна, и разработали полностью плоский термоэлектрический генератор, способный преобразовывать тепло кожи в электрическую энергию.

Термоэлектрические технологии сами по себе не новы: принцип прост — используется разница температур между горячей поверхностью (кожа) и более холодной окружающей средой, за счет которой возникает электрический ток. Однако для эффективной работы требуется ощутимый температурный градиент. При попытке создать тонкое и гибкое устройство, похожее на пластырь, тепло слишком быстро проходит через него, не успевая преобразоваться в энергию. Проще говоря, тепло «пробивает» тонкий слой насквозь, не формируя необходимой разницы температур между слоями.

Корейские ученые, чья работа опубликована в журнале Science Advances, предложили так называемый псевдопоперечный термоэлектрический генератор.

Ключ к технологии — эластичная силиконовая основа, в которую неравномерно внедрены теплопроводящие наночастицы меди. Их размещение организовано таким образом, чтобы направлять поток тепла не перпендикулярно поверхности, а вдоль нее. В результате в тонкой пленке формируются соседние области с разной температурой — «теплые» и «холодные» зоны.

Такая архитектура позволяет имитировать сложные физические процессы, при которых тепловые и электрические потоки пересекаются под прямым углом. Примечательно, что устройство можно производить методом печати с использованием специальных чернил, что упрощает масштабирование технологии. Кроме того, элементы конструкции могут собираться модульно, подобно конструктору, формируя источники питания различной формы и размеров.

Подобная разработка открывает путь к автономным гаджетам, которым не потребуется регулярная подзарядка. В процессе движения, работы или даже отдыха тело человека сможет обеспечивать энергией медицинские датчики или носимую электронику, включая фитнес-трекеры. Благодаря гибкости материал способен плотно повторять контуры тела, что ранее оставалось серьезным ограничением для подобных технологий.