Сұйық негіздегі металдарды пайдалана отырып, зерттеушілер дене жылуымен жұмыс істейтін алғашқы денсаулық сақтау құрылғысын жасады.
Технология ғасырында барлық жерде өлі батареяның қолайсыздығы бәрімізге жақсы таныс. Бірақ глюкозаны бақылау, треморды азайту немесе тіпті жүрек жұмысын бақылау үшін тағылатын медициналық құрылғыға сүйенетіндер үшін зарядтауға уақыт бөлу үлкен қауіп төндіруі мүмкін.
Карнеги Меллон университетінің машина жасау бөлімінің зерттеушілері алғаш рет денсаулық сақтау құрылғысын тек дене жылуы арқылы қуаттандыруға болатынын көрсетті. Импульстік оксиметриялық сенсорды икемді, созылатын, киілетін термоэлектрлік энергия генераторымен біріктіре отырып, бұл команда батареяның қызмет ету мерзіміне қатысты мәселелерді шешудің перспективалы әдісін ұсынды. Олардың энергия генераторы сұйық металдан, жартылай өткізгіштерден және 3D басып шығарылған резеңкеден жасалған.
Мейсон Задан, зерттеу авторы: «Бұл батареясыз киілетін электроникаға жасалған алғашқы қадам», – деді. Бұл зерттеу Advanced Functional Materials журналында жарияланған.
Олардың жүйесі біркелкі материалдарды біріктіру арқылы жоғары механикалық және термоэлектрлік өнімділікке қол жеткізуге арналған, жұмсақ материалдардағы жетістіктерді, TEG массивінің дизайнын, төмен энергиялық плата дизайнын және борттық қуатты басқаруды ұсынады.
Кармел Маджиди, машина жасау профессоры және жұмсақ машиналар зертханасының директоры былай түсіндіреді: «Біздің бұрынғы зерттеулермен салыстырғанда, бұл дизайн қуат тығыздығын шамамен 40 есе немесе 4000% жақсартады. Сұйық металды эпоксидті композит термоэлектрлік компонент пен құрылғының денедегі жанасу нүктесі арасындағы жылу өткізгіштікті арттырады.
Шығу кернеуін тексеру үшін құрылғы демалыс кезінде және қозғалыста қатысушының кеудесіне және білегіне тағылды.
Задан былай деді: «Біз құрылғы қатысушының білегінде болған кезде және сол адам қозғалыста болған кезде кернеудің жоғарылауын көрдік. Қатысушы қозғалған кезде құрылғының бір жағы ауа ағынының жоғарылауынан салқындатылады, ал екіншісі дене температурасының көтерілуінен қызады. Жаяу және жүгіру тамаша температура дифференциалын жасады ».
Температура айырмашылығының тікелей электр энергиясына айналу процесі термоэлектрлік эффект деп аталады.
Термоэлектрлік материалға температура градиенті әсер еткенде, мысалы, бір ұшы қызып, екінші ұшы салқын күйінде қалады, материалдың ішіндегі электрондар ыстық ұшынан суық ұшына ағып кете бастайды. Бұл электрон қозғалысы электр тогын тудырады. Температура айырмашылығы неғұрлым көп болса, соғұрлым көп электр тогы өндіріледі, нәтижесінде электр қуаты пайда болады. Негізінде, термоэлектрлік эффект пайдалануға жарамды электр энергиясын жасау үшін температуралық диспропорцияларды пайдалануға мүмкіндік береді, бұл оны тұрақты энергия өндірудің перспективалы жолы етеді.
Алға қарай, топтағы зерттеуші ғалым, доктор Динеш К. Пател электрлік өнімділікті жақсарту бойынша жұмыс істеуге және құрылғыны жасау жолын зерттеуге ынталы. «Біз оны тұжырымдаманың дәлелінен адамдар пайдалана алатын өнімге ауыстырғымыз келеді».
Бұл зерттеу Arieca Inc., Вашингтон университеті және Сеул ұлттық университетімен бірлесіп жасалды.
Ақпараттың дереккөзі:
Мейсон Задан және т.б. Өздігінен жұмыс істейтін киілетін денсаулықты бақылауға арналған созылатын термоэлектрлік генераторлар. [Advanced Functional Materials (2024)]. DOI: 10.1002/adfm.202404861
