Новый термоэлектрический генератор, вдохновленный полосками зебры

Полоски зебры вдохновили ученых на создание уникального генератора электроэнергии

Характерный внешний вид зебры был источником многих научных дискуссий: ученые спорят и о том, помогает ли полосатая шкура сбивать с толку хищников, и о том, спасает ли подобный камуфляж от слепней и прочих паразитов. Однако недавно было обнаружено, что эти животные могут поднимать мех на черных полосках, чтобы отводить тепло от кожи для регулирования температуры.

Ученые направили дискуссию о зебрах в совершенно новое русло: они вдохновили инженеров на создание устройства, которое вырабатывает электричество, используя контрастные оттенки в качестве теплопроводников.

Исследователи из Института науки и технологий Кванджу (GIST) в Южной Корее разработали гибкий биоразлагаемый термоэлектрический генератор (ТЭГ) волоконного типа, который использует черные и белые участки для создания температурного градиента под поверхностью, который, в свою очередь, может генерировать электричество.

«Традиционные конструкции TEG большие и громоздкие, поскольку они основаны на естественной конвекции, что приводит к температурному градиенту вне плоскости, — объяснил Янг Мин Сонг, профессор GIST и автор исследования. — Для них требуются жесткие изоляторы, которые ограничивают применение ТЭГ в гибких и носимых устройствах. Теперь мы превзошли эту парадигму, создав гибкое и биоразлагаемое устройство, которое поддается масштабированию под конкретные задачи».

GIST

Биоразлагаемый материал PLCL, отражающий солнечный свет и излучающий инфракрасное излучение для охлаждения области под ним, образует белые полосы, в то время как PEDOT:PSS, кажущийся черным для наших глаз, обеспечивает поглощение тепла, необходимое для создания температурного градиента под ним. С помощью кремниевых наномембран в конструкции новая конструкция ТЭГ смогла создать перепад температур в 22 °C.

Хотя лабораторная модель была небольшим прототипом, исследователи говорят, что она может непрерывно генерировать электричество 24 часа в сутки, а материалы полностью разлагались в физиологическом растворе в течение 35 дней.