La atención médica interconectada y muchas otras aplicaciones futuras requerirán conectividad a Internet entre miles de millones de sensores. Los dispositivos que habilitarán estas aplicaciones deben ser pequeños, flexible, de confianza, y ambientalmente sustentable. Los investigadores deben desarrollar nuevas herramientas más allá de las baterías para alimentar estos dispositivos, porque reemplazar las baterías continuamente es difícil y costoso.

En un estudio publicado en Materiales avanzados Tecnologías, investigadores de la Universidad de Osaka han revelado cómo el efecto termoeléctrico, o convertir las diferencias de temperatura en electricidad, se puede utilizar de forma óptima para alimentar pequeños, dispositivos flexibles. Su estudio ha demostrado por qué el rendimiento de los dispositivos termoeléctricos hasta la fecha aún no ha alcanzado su máximo potencial.

Los generadores de energía termoeléctricos tienen muchas ventajas. Por ejemplo, son autosuficientes y autónomos, no tienen partes móviles, y son estables y fiables. La energía solar y la energía vibratoria no tienen todas estas ventajas. La aviación y muchas otras industrias utilizan el efecto termoeléctrico. Sin embargo, aplicaciones para adelgazar, las pantallas flexibles están en su infancia.

Muchos investigadores han optimizado el rendimiento de los dispositivos únicamente desde el punto de vista de los propios materiales termoeléctricos. "Nuestro enfoque es también estudiar el contacto eléctrico, o el interruptor que enciende y apaga el dispositivo, "explica Tohru Sugahara, autor correspondiente del estudio. "La eficiencia de cualquier dispositivo depende fundamentalmente de la resistencia de contacto".

En su estudio, los investigadores utilizaron ingeniería avanzada para hacer un semiconductor de telururo de bismuto en un 0,4 gramos, Flexible de 100 milímetros cuadrados, película fina de polímero. Este dispositivo pesa menos que un clip, y es más pequeño que el tamaño de la uña de un adulto. Los investigadores obtuvieron una densidad de potencia de salida máxima de 185 milivatios por centímetro cuadrado. "La potencia de salida cumple con las especificaciones estándar para sensores portátiles y portátiles, "dice Tohru Sugahara, el otro coautor principal del estudio.

Sin embargo, aproximadamente el 40% de la posible potencia de salida del dispositivo se perdió debido a la resistencia de contacto. En palabras de Tohru Sugahara:"Claramente, los investigadores deberían centrarse en mejorar la resistencia de los contactos térmicos y eléctricos para mejorar aún más la potencia de salida ".

Iniciativa de la Sociedad 5.0 de Japón, destinado a ayudar a todos a vivir y trabajar juntos, propone que toda la sociedad se digitalice. Un futuro así requiere formas eficientes de interconectar nuestros dispositivos. Conocimientos tecnológicos, como los de Ekubaru, coautor principal, y Sugahara, son necesarios para hacer realidad este sueño.

El artículo, "Fabricación y caracterización de ultraligeros, compacto, y dispositivo termoeléctrico flexible basado en un montaje de chip altamente refinado, "fue publicado en Tecnologías de materiales avanzadas .