Một trong những nhược điểm của máy theo dõi sức khỏe và các thiết bị đeo khác là pin của chúng cuối cùng sẽ hết. Nhưng nếu trong tương lai, công nghệ có thể sử dụng nhiệt độ cơ thể để tự cung cấp năng lượng thì sao?
Các nhà nghiên cứu của Đại học University Washington (UW) đã phát triển một nguyên mẫu điện tử linh hoạt, bền bỉ có thể thu thập năng lượng từ nhiệt độ cơ thể và biến nó thành điện năng, được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ, chẳng hạn như pin, cảm biến hoặc đèn LED. Thiết bị này cũng có khả năng phục hồi – nó vẫn hoạt động ngay cả sau khi bị thủng nhiều lần và sau đó bị kéo căng 2.000 lần.
Nhóm nghiên cứu đã trình bày chi tiết các nguyên mẫu này trong một bài báo trên tạp chí Advanced Materials.
Ông Mohammad Malakooti, tác giả chính và là Phó Giáo sư Kỹ thuật cơ khí của Đại học UW cho biết: “Tôi đã có ý tưởng này từ lâu rồi. Khi đặt thiết bị lên da, nó sử dụng nhiệt độ cơ thể để cấp điện trực tiếp cho đèn LED. Ngay khi đặt thiết bị lên, đèn LED sẽ phát sáng. Trước đây, điều này là không thể.”
Theo truyền thống, các thiết bị sử dụng nhiệt để tạo ra điện thường cứng và giòn, nhưng Phó Giáo sư Mohammad và nhóm của ông trước đây đã tạo ra một thiết bị có độ linh hoạt và mềm mại cao để có thể phù hợp với hình dạng cánh tay của một người.
Thiết bị này được thiết kế từ đầu. Các nhà nghiên cứu bắt đầu bằng mô phỏng để xác định sự kết hợp tốt nhất giữa vật liệu và cấu trúc thiết bị, sau đó tạo ra các thành phần trong phòng thí nghiệm.
Thiết bị có ba lớp chính. Ở giữa là các chất bán dẫn nhiệt điện cứng thực hiện công việc chuyển đổi nhiệt thành điện. Các chất bán dẫn này được bao bọc bởi các vật liệu composite in 3D có độ dẫn nhiệt thấp, giúp tăng cường chuyển đổi năng lượng và giảm trọng lượng của thiết bị. Để cung cấp khả năng co giãn, độ dẫn điện và khả năng tự phục hồi điện, các chất bán dẫn được kết nối với các vệt kim loại dạng lỏng được in. Ngoài ra, các giọt kim loại lỏng được nhúng vào các lớp ngoài để cải thiện khả năng truyền nhiệt đến các chất bán dẫn và duy trì độ mềm dẻo vì kim loại vẫn ở dạng lỏng ở nhiệt độ phòng. Tất cả các thành phần ngoại trừ chất bán dẫn, đều được thiết kế và phát triển trong phòng thí nghiệm.
Phó Giáo sư Mohammad cho biết, ngoài các thiết bị mang trên người, những thiết bị này có thể hữu ích trong các ứng dụng khác. Một ý tưởng liên quan đến việc sử dụng các thiết bị này với các thiết bị điện tử ấm dần lên khi hoạt động.
Phó Giáo sư Mohammad nói rằng: “Giả sử việc dán những thứ này vào các thiết bị điện tử ấm dần lên khi hoạt động và sử dụng lượng nhiệt dư thừa đó để cấp điện cho các cảm biến nhỏ. Điều này có thể đặc biệt hữu ích trong các trung tâm dữ liệu, nơi các máy chủ và thiết bị điện toán tiêu thụ nhiều điện và tạo ra nhiệt, đòi hỏi nhiều điện hơn nữa để giữ cho chúng mát. Các thiết bị của chúng tôi có thể thu lượng nhiệt đó và tái sử dụng để cấp điện cho các cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Cách tiếp cận này bền vững hơn vì nó tạo ra một hệ thống độc lập có thể theo dõi các điều kiện trong khi giảm mức tiêu thụ năng lượng tổng thể. Thêm vào đó, không cần phải lo lắng về việc bảo trì, thay pin hoặc thêm dây điện mới”.
Các thiết bị này cũng hoạt động theo nguyên lý ngược lại, khi có điện, chúng có thể làm nóng hoặc làm mát bề mặt, mở ra hướng ứng dụng mới.
Phó Giáo sư Mohammad cho biết: “Chúng tôi hy vọng một ngày nào đó sẽ bổ sung công nghệ này vào các hệ thống thực tế ảo và các phụ kiện mang trên người khác, để tạo ra cảm giác nóng và lạnh trên da hoặc tăng sự thoải mái. Nhưng chúng tôi vẫn chưa làm được điều đó. Hiện tại, chúng tôi đang bắt đầu với các thiết bị mang trên người hiệu quả, bền bỉ và phản hồi nhiệt độ”.
Để xem các tin bài khác về “Thiết bị điện tử”, vui lòng nhấn vào đây.
Nguồn: Electronics Online
Lưu ý:
Để xem và khai thác hiệu quả nội dung của video clip nói trên (từ YouTube/ một dịch vụ của Google), Quý vị có thể thực hiện các bước sau: 1. Nếu tốc độ internet nhanh, có thể mở chế độ xem toàn màn hình bằng cách nhấn vào khung [ ] tại góc phải (phía dưới góc phải của video) 2. Chọn chế độ hình ảnh tốt nhất của đoạn video, hãy click vào hình bánh xe răng cưa và chọn chất lượng cao hơn (hoặc HD) theo ý muốn 3. Để hiển thị nội dung phụ đề, nhấn vào nút biểu tượng phụ đề [cc]. Một số video không có chức năng này sẽ không có biểu tượng phụ đề. 4. Quý vị có thể nghe hiểu tiếng Anh và có nhu cầu chia sẻ thông tin đến cộng đồng, hãy hỗ trợ techMAG biên dịch nội dung video và gửi cho chúng tôi để có cơ hội đăng thông tin lên technologyMag.net
