يحول الجهاز الحراري الطاقة باستخدام الجهد الذي ينتج عن فرق درجة الحرارة بين طرفين من المواد - إنه قادر على تحويل الطاقة الحرارية إلى كهرباء، والتي يمكن استخدامها في الحياة اليومية. الأجهزة الحرارية الموجودة جامدة، لأنها تتكون من أقطاب كهربائية تعتمد على المعادن الصلبة وأشباه الموصلات، والتي تمنع الامتصاص الكامل لمصادر الحرارة من الأسطح غير المستوية. لذلك، يتم إجراء البحوث مؤخرا بنشاط على تطوير الأجهزة الحرارية المرنة التي يمكن أن تنتج الطاقة على اتصال وثيق مع مصادر الحرارة المختلفة، بما في ذلك تلك مثل الجلد البشري.
طورت العلماء من المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيات (KIST) أجهزة حرارية خفية ومرنة ذات خصائص عالية الطاقة بسبب أقصى قدر من المرونة وكفاءة نقل الحرارة. قدم المطورون أيضا خطة الإنتاج الضخم باستخدام سير عمل آلي تضم عملية مطبوعة.
وفقا للعلماء الكوريين،
أظهرت هذه الدراسات أنه بمساعدة مصادر حرارية خارجية، يمكنك العمل مع المرتبات الموجودة، مثل قفازات درجات الحرارة العالية. في المستقبل، سنقوم بتطوير منصة كهربائية حرارية مرنة ستتمكن من العمل مع أجهزة Wearase، والحصول على الطاقة فقط بسبب حرارة الجسم.
المواد المركبة الوظيفية، منصة الجهاز الحرارية والعمليات الآلية عالية الأداء تم تطويرها بموجب هذه الدراسة ستكون قادرة على تعزيز تسويق الأجهزة التي يمكن ارتداؤها والتي لا تتطلب البطاريات في المستقبل.
بالنسبة للركائز الحالية المستخدمة في دراسات الأجهزة المرنة الحرارية، فإن كفاءة نقل الطاقة الحرارية منخفضة بسبب الموصلية الحرارية منخفضة للغاية. من فعاليتها من امتصاص الحرارة منخفضة أيضا بسبب عدم وجود مرونة تشكل طبقة العزل الحراري على اتصال مع مصدر الحرارة الذي يتكون من الهواء. لحل هذه المشكلة، يتم تطوير الأجهزة الحرارية المستندة إلى المواد العضوية ذات المرونة العالية، واستخدامها في الأجهزة التي يمكن ارتداؤها غير فعالة بسبب خصائصها الأكثر سوءا بشكل كبير مقارنة بالأجهزة الكهربائية الصلبة الحالية المستندة إلى المواد غير العضوية.
قام فريق الباحثون الكوريون بزيادة المرونة مع تقليل مقاومة النظام من خلال توصيل جهاز حراري عالي الكفاءة يعتمد على مواد غير عضوية إلى ركيزة الشد يتكون من NANOPOD الفضي. أظهر الجهاز الجديد مرونة ممتازة، مما يوفر عملية مستقرة حتى مع الانحناء أو التمدد. بالإضافة إلى ذلك، تم إدراج الجزيئات المعدنية ذات الموصلية الحرارية العالية داخل الركيزة الشد، مما جعل من الممكن زيادة نقل الحرارة بنسبة 800٪ (1.4 W / MK) وتوليد الكهرباء من ثلاث مرات.