Международная команда исследователей из НИТУ «МИСиС», Технологического университета Лулело (Швеция) и Йенского университета имени Фридриха Шиллера (Германия) представила революционный материал с уникальной архитектурой. Инновационный полимерный композит содержит упорядоченные углеродные нанотрубки, что обеспечивает ему рекордную гибкость и увеличенную в разы электропроводность. Эта разработка открывает путь к созданию устройств, способных подзаряжать мобильную технику от естественного тепла пользователя — например, в виде элегантного браслета или стильного чехла.
Как работают термоэлектрики
Уникальные материалы преобразуют тепловую энергию в электричество благодаря разнице температур между соединёнными проводниками. Явление, известное с 1821 года (эффект Зеебека), долгое время использовалось только в сплавных термогенераторах. Такие решения имели ограничения: КПД около 10% и необходимость нагрева до сотен градусов для максимальной эффективности.
Преимущества полимерной революции
Современные полимерные материалы стали прорывной альтернативой! Они работают при комнатной температуре, абсолютно безопасны для здоровья и сохраняют энергию благодаря минимальной теплопроводности. Главное их достоинство — беспрецедентная гибкость, позволяющая создавать термогенераторы любой формы.
Инженерный триумф: нанотрубки и ПЭДОТ
Учёные кафедры Функциональных наносистем НИТУ «МИСиС» и их зарубежные коллеги разработали первый в мире полимер с контролируемой ориентацией нанотрубок. Основой стал перспективный полиэтилендиокситиофен (ПЭДОТ) — материал с высокой базовой проводимостью, который усилили наноструктурами. Специалисты вырастили "лес" углеродных нанотрубок, придали им строгую горизонтальную ориентацию и заполнили полимерной матрицей.
Тонкости производства
Чтобы устранить нежелательную агломерацию наночастиц, команда применила инновационную обработку диметилсульфоксидом и этиленгликолем. Результат превзошёл ожидания: фактор мощности материала увеличился вчетверо, достигнув впечатляющих ~92 µВт·mK-2!
Будущее в наших руках
По словам кандидата физико-математических наук Хабиба Юсупова (НИТУ «МИСиС»), достигнутые параметры позволят преобразовывать в полезную энергию даже тепло человеческого тела. "Устройства в виде браслетов или чехлов из нашего композита смогут непрерывно питать электронику без розеток и проводов — исключительно за счёт разницы температур", — с энтузиазмом подчёркивает учёный.
Пресс-служба НИТУ «МИСиС»
Изображение логотипа с сайта НИТУ МИСиС
Источник: scientificrussia.ru
