باحثون صينيون يطورون مادة كهروحرارية مرنة عالية الكفاءة قابلة للارتداء

بكين 12 يونيو 2025 (شينخوا) طور باحثون صينيون مادة عالية الكفاءة ومرنة من الأغشية الرقيقة لتوليد الطاقة، في خطوة تعد اختراقا كبيرا في مجال تكنولوجيا الطاقة المرنة للأجهزة الذكية القابلة للارتداء، حسبما ذكرت صحيفة العلوم والتكنولوجيا اليومية.

وفي حين أن الأجهزة القابلة للارتداء مثل الساعات الذكية وأجهزة تتبع اللياقة البدنية تتقدم بسرعة، إلا أن اعتمادها على البطاريات التي يستلزم استبدالها أو شحنها بشكل متكرر، يمثل تحديا يحد من انتشارها الواسع.

وتقدم التكنولوجيا الكهروحرارية التي تحول حرارة الجسم مباشرة إلى كهرباء حلا مثاليا بفضل سلامتها وملاءمتها للبيئة وعدم حاجتها إلى مكونات ميكانيكية. ومع ذلك، تظهر المواد الكهروحرارية المرنة الحالية أداء منخفضا وتستخدم معظم أجهزة توليد الطاقة هياكل مستوية تفشل في إنتاج الكهرباء الكافية للأجهزة الإلكترونية.

واستخدم الفريق البحثي من معهد الهندسة الكهربائية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم طريقة محلول كيميائي لتصنيع الأسلاك النانوية الرقيقة المصنوعة من سيلينيد الفضة (Ag₂Se). وتم دمجها مع الجرافين وتطبيقها على ركيزة نايلون مسامية.

وباستخدام تقنيات الترشيح والضغط الساخن السريع، أنتج الفريق فيلما مرنا عالي الأداء لتوليد الطاقة. ويوفر هيكلها المبتكر أعلى كثافة طاقة تم تسجيلها حتى الآن بين الأجهزة الكهروحرارية المرنة التي تستخدم سيلينيد الفضة.

وبعد ذلك، صمم الفريق مولدا مصغرا ثلاثي الأبعاد على شكل جسر مصغر يضم 100 وحدة كهروحرارية مقترنة مصنوعة من هذا الفيلم.

ويستفيد هذا الهيكل المقوس بشكل أفضل من فرق درجة الحرارة بين جسم الإنسان والبيئة. وسجل هذا المولد رقما قياسيا عالميا لإنتاج الطاقة ضمن فئته، بما يكفي لتشغيل الأجهزة الصغيرة مثل الساعات الإلكترونية وأجهزة قياس الحرارة.

وقال دينغ فا تشو الباحث في المعهد، إن هذه الدراسة تطبق تقنية التحويل الكهروحراري بنجاح في أجهزة توليد الطاقة المرنة، ما يوفر حلا فعالا ومستداما للطاقة للأجهزة الذكية القابلة للارتداء.

ونشرت نتائج البحوث في مجلة "نيتشر كوميونيكيشنز".