A pesar del continuo desarrollo y comercialización de varios dispositivos electrónicos portátiles, como bandas inteligentes, el progreso con estos dispositivos se ha visto frenado por una limitación importante, ya que necesitan recargarse con regularidad. Sin embargo, una nueva tecnología desarrollada por un equipo de investigación de Corea del Sur se ha convertido en un tema candente, ya que muestra un potencial significativo para superar esta limitación para los dispositivos electrónicos portátiles.

El Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST), o KIST, anunció que un equipo de investigación dirigido por el director Jin-Sang Kim del Instituto Jeonbuk de Materiales Compuestos Avanzados ha desarrollado un dispositivo termoeléctrico flexible de alta eficiencia que es capaz de generar de forma autónoma parte de la electricidad necesaria para su funcionamiento a partir del calor corporal. El dispositivo desarrollado por el equipo presenta capacidades mejoradas de aislamiento térmico, hecho posible a través de la fabricación del compuesto de silicona flexible (PDMS) en una configuración similar a una esponja, que luego se utilizó como marco para mejorar de manera innovadora el rendimiento del dispositivo.

Los dispositivos termoeléctricos pueden generar electricidad utilizando la diferencia de temperatura entre los dos extremos del dispositivo, y se han utilizado como generadores de energía ecológicos a partir de fuentes como el calor del motor de un vehículo o el calor residual de las centrales eléctricas. En cambio, en su lugar, aplicando electricidad al dispositivo termoeléctrico, un extremo del dispositivo se puede enfriar mientras que el otro genera calor, permitiéndoles ser utilizados también en sistemas de control de temperatura para refrigeradores pequeños, hojas de enfriamiento del vehículo, y equipos semiconductores.

Los dispositivos termoeléctricos normales suelen tener un sustrato cerámico rígido que soporta el semiconductor termoeléctrico, haciéndolos difíciles de usar en superficies curvas, mientras que en los dispositivos termoeléctricos flexibles, un material polimérico encapsula el semiconductor termoeléctrico, a diferencia de un sustrato cerámico, permitiendo que el dispositivo se doble fácilmente. Cuando se lleva un dispositivo de este tipo en el cuerpo, la electricidad se puede generar de forma autónoma, y también se puede utilizar potencialmente como un acondicionador de aire portátil. Como resultado, Los dispositivos termoeléctricos flexibles han atraído mucha atención en el campo de los dispositivos electrónicos portátiles. Sin embargo, los materiales poliméricos utilizados para producir el sustrato flexible tienen una alta conductividad térmica, y por lo tanto no puede bloquear el calor en ambos extremos del dispositivo. Como consecuencia, los dispositivos flexibles que se han producido hasta ahora han tenido el defecto fatal de no poder funcionar a un nivel comparable al de los dispositivos termoeléctricos comerciales con un sustrato rígido.

Al buscar una solución a este problema, el equipo de investigación de KIST fabricó un material polimérico de configuración de esponja, vertiendo primero una solución de compuesto de silicona en un terrón de azúcar y dejando que la solución se solidifique, y luego disolver el terrón de azúcar en agua. Como consecuencia, como se disolvió el terrón de azúcar, el espacio que había ocupado el cubo se transformó en una estructura formada por microburbujas de aire. La capacidad de aislamiento térmico de esta estructura fue un 50% mayor que la de los materiales convencionales, lo que le permite bloquear eficazmente la transferencia de calor. El equipo de KIST utilizó este sustrato como marco de soporte para desarrollar un dispositivo termoeléctrico flexible que no sufre pérdida de rendimiento. El dispositivo del equipo demostró un rendimiento superior al de los dispositivos termoeléctricos flexibles existentes en más del 20%. y comparable a los dispositivos comerciales existentes. El equipo de investigación (incluidos los primeros coautores:Dr. Sung-Jin Jung, Dr. Joonchul Shin) pudo usar con éxito su dispositivo flexible para encender una luz LED con calor corporal.

El director Jin-Sang Kim de la sucursal de Jeonbuk de KIST declaró que "la eficiencia de nuestro dispositivo termoeléctrico flexible se elevó a un nivel comparable al de los dispositivos termoeléctricos comerciales a través de un simple, proceso económico que requiere verter una solución sobre el azúcar y dejar que la solución se solidifique ". También comentó, "si utilizamos una cantidad suficiente de dispositivos termoeléctricos, ciertamente debería ser posible producir bandas inteligentes que funcionen solo con el calor corporal ".