| Termoelektrik noktalarla baskılı kağıtlar Hilbert Şekil kablolama ile bağlanır. Resim: Candler Hobbs, GeorgiaTech |
Vücut ısısını akıma dönüştüren ölçeklenebilir devrelerin düşük maliyetli bir şekilde kullanılması, giyilebilir malzemeler için biyosensör geliştirmenin anahtarı olabilir.
Küçük elektronik cihazları çalıştırmak için vücudun ısısını kullanarak, kalp atış hızı veya solunum verileri elde etmek amaçlanmış. Ancak, bir akım akışı oluşturmak için sıcaklık farklılıkları kullanan termoelektrik cihazlar her zaman çok büyük ve esnek olması ve bunun yanında yararlı olması için çok fazla tok sik malzeme talep etmiştir. Georgia Tech’teki bir ekip, esnek malzemeler üzerine basılabilen jeneratör devrelerini yapmanın ve güç ihtiyacına göre küçültmenin bir yolunu geliştirdiler.
Devreler, yarı iletken polimer tabakalarından oluşan noktalar yoluyla güç üretiyor. İki tip polimer kullanılıyor; n-tipi (polimer zincirleri boyunca ve arasında hareket edebilen fazlalık elektronlara sahiptir) ve p-tipi (elektronlar yetersizdir ve benzer şekilde hareket edebilen, pozitif yüklü “delikler” ).
Ancak yeniliğin anahtarı, Hilbert olarak adlandırılan bir fraktal boşluk doldurma eğrisine dayanan bu noktaları birbirine bağlamak için kullanılan kablo demetidir. Bunun iki avantajı vardır: Devrenin cildin maksimum miktarını deriyle temas halinde tutarak cihaz boyunca daha eşit bir sıcaklık elde etmesini sağlayan devrenin bükülmesine yardımcı olan ve cihazın desenin simetrik alanlarının sınırları boyunca kesilmesini sağlar , bir cihazın ihtiyaç duyacağı kesin voltajı ve gücü sağlamak için. Bu, sistemin verimliliğini düşürecek güç dönüştürücülerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Ekip, devrelerin mikrodondan milimetre ölçeğinde güç üretmesini bekliyor.
Gelen Applied Physics, Journal , Georgia takım devreleri kağıt veya kumaş üzerine basılabilir açıklar. Projeyi yapan doktora öğrencisi Akanksha Menon, “Cihazımızı her gün giydikleri ticari tekstillere entegre etmek istiyoruz” dedi. “İnsanlar bu kumaşları giyerek kendilerini rahat hissedecekler ve bedenlerindeki ısı ile bir şeylere güç verebilecekler.”
Ticari p-tipi polimeri kullanıyor olsalar da, iç mekan koşullarına özgü 5 ° C derece kadar düşük sıcaklık farklarından cihazların güç üretmesine olanak tanıyan n-tipi polimerler geliştirmek için kimyagerlerle birlikte çalışmayı umuyorlar . Araştırmanın gerçekleştiği laboratuvarı yöneten Shannon Yee, “Bu polimer materyal sınıfının gelecekteki bir yararı, doğal olarak düşük termal iletkenliğe sahip düşük maliyetli ve bol miktarda termoelektrik malzeme potansiyeli var.” dedi.
Kaynakça: https://www.theengineer.co.uk/