Sen toiminta perustuu lämpösähköiseen periaatteeseen: kehon ja ilman lämpötilaero tuottaa energiaa. Materiaali voi venyä jopa 850 % alkuperäisestä pituudestaan ja palautua yli 90 % alkuperäisestä muodostaan, kuten luonnonkumia.
Sisällysluettelo
- Joustava rannekoru muuntaa kehon lämmön sähköksi
- Ei kaapeleita, ei pistokkeita
- Termoelektrisen materiaalin pohjalta kehitetty teknologia
- Merkittävä läpimurto kestävien puettavien laitteiden alalla
- Mahdollinen hyvästit tavallisille paristoille
Rannekorut, jotka tuottavat sähköä kehon lämmön avulla
Pekingin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet maailman ensimmäisen joustavan rannekkeen, joka pystyy muuntamaan kehon lämmön sähköksi . Tämä läpimurto avaa tien uudelle sukupolvelle puettavia laitteita, kuten älykelloja tai terveystunnistimia, jotka voivat latautua itsestään ilman ulkoisia akkuja tai pistorasioita.
Tämän saavutuksen avaintekijä on hybridimateriaali, joka yhdistää puolijohtavat polymeerit joustavaan kumiin ja muodostaa nanokuituverkon, joka säilyttää korkean sähkönjohtavuuden jopa venytettäessä. Toisin kuin muut lämpösähköiset materiaalit, jotka ovat vain joustavia, tämä rakenne on myös todella elastinen, mikä on tärkeää vaatteissa ja asusteissa, joiden on sopeuduttava ihmiskehon liikkeisiin.
Kuinka se toimii: kehon lämpö energianlähteenä
Tämän innovaation taustalla oleva periaate ei ole uusi: se perustuu termoelektriseen ilmiöön, joka mahdollistaa sähkövirran tuottamisen lämpötilaerojen avulla. Tiimi hyödynsi ihmisen kehon lämpötilan (noin 37 °C) ja huoneen lämpötilan, joka yleensä vaihtelee 20–30 °C välillä, välistä eroa.
Vaikka ero näyttää vähäiseltä, se riittää sähköenergian tuottamiseen, kun käytettävissä on sopiva materiaali. Juuri tämän he ovat saavuttaneet: rannekkeen, joka pystyy muuntamaan tämän jatkuvan lämpögradientin sähköksi, jota voidaan käyttää pienitehoisten laitteiden virransyöttöön.
Käytännön johtopäätökset: kohti aidosti kestävää puettavaa elektroniikkaa
Tämän teknologian vaikutus ulottuu mukavuuden ulkopuolelle. Litiumakkujen riippuvuuden vähentäminen on tärkeä askel kohti kestävää kehitystä. Nykyaikaisilla akuilla on rajoitettu elinkaari, ne vaativat vaikeasti saatavia materiaaleja, ja niiden kierrätys on edelleen tehotonta. Korvaamalla ne tai vähentämällä niiden käyttöä integroidun energiantuotannon avulla voidaan merkittävästi vähentää elektroniikan massakulutuksen ympäristövaikutuksia.
Esimerkkejä on jo kehitteillä: biolääketieteellisten laastareiden prototyypit, älykkäät t-paidat elintoimintojen seurantaan ja urheilurannekkeet voidaan varustaa vastaavalla lämpösähkötekniikalla. Lisäksi tämä vastaa kasvavaa kysyntää itsenäisille ja ympäristöystävällisille laitteille , erityisesti telelääketieteen tai ympäristön seurannan aloilla.
Samalla jotkut hallitukset ajavat lainsäädännön muutoksia, jotka voisivat nopeuttaa tätä siirtymää. Esimerkiksi Euroopan unioni on ehdottanut sääntöjä, joilla pyritään parantamaan elektronisten laitteiden korjattavuutta ja kestävyyttä, mikä voi lisätä kannustimia kehittää kokonaisvaltaisia energiaratkaisuja ilman kertakäyttöisiä komponentteja.
Potentiaali
Tällaiset innovaatiot eivät vain paranna laitteiden tehokkuutta, vaan tarjoavat myös käytännöllisiä vaihtoehtoja kulutuselektroniikan ympäristövaikutusten vähentämiseksi. Seuraavassa on joitakin realistisia sovelluksia, joita voidaan laajentaa lähivuosina:
- Älykellot ja -rannekkeet, jotka latautuvat itse , jolloin kaapeleita ja latureita ei tarvita.
- Aktiivinen lääketieteellinen vaatetustuote sairaaloille ja kotihoitoon, joka toimii potilaan lämmön avulla.
- Itsenäiset maatalousanturit, jotka voidaan kiinnittää eläimiin tai maataloustyöntekijöihin.
- Teknologia alueille, joilla ei ole sähköä , kuten paikannusjärjestelmät tai hätäjärjestelmät, jotka toimivat kehon lämmön avulla.
Lisäksi, koska ne ovat kevyitä ja joustavia materiaaleja, ne sopivat hyvin olosuhteisiin, joissa muut uusiutuvat energialähteet (kuten aurinkopaneelit tai mikroparistot) eivät ole tarkoituksenmukaisia.
Tämä keksintö ei ole pelkkä laboratoriokuriositeetti: se edustaa paradigman muutosta ymmärryksessämme ihmiskehon ja energian välisestä suhteesta. Jatkuva ja häiriötön lämmön muuntaminen sähköksi voi olla käännekohta kohti puhtaampaa, tehokkaampaa ja ympäristöystävällisempää elektroniikkaa.
