Uma equipe de pesquisa liderada pela QUT desenvolveu um filme ultrafino e flexível que pode alimentar dispositivos vestíveis de última geração usando o calor do corpo, eliminando a necessidade de baterias.

Essa tecnologia também pode ser usada para resfriar chips eletrônicos, ajudando smartphones e computadores a funcionarem com mais eficiência.

O professor Zhi-Gang Chen, cuja pesquisa da equipe foi publicada na Science , disse que a descoberta abordou um grande desafio na criação de dispositivos termoelétricos flexíveis que convertem o calor do corpo em energia.

Essa abordagem oferece o potencial de uma fonte de energia sustentável para eletrônicos vestíveis, bem como um método de resfriamento eficiente para chips.

"Dispositivos termoelétricos flexíveis podem ser usados ??confortavelmente na pele, onde efetivamente transformam a diferença de temperatura entre o corpo humano e o ar ao redor em eletricidade", disse o professor Chen.

"Eles também podem ser aplicados em espaços apertados, como dentro de um computador ou celular, para ajudar a resfriar chips e melhorar o desempenho.

"Outras aplicações potenciais vão desde o gerenciamento térmico pessoal, onde o calor do corpo pode alimentar um sistema vestível de aquecimento, ventilação e ar condicionado.

"No entanto, desafios como flexibilidade limitada, fabricação complexa, altos custos e desempenho insuficiente impediram que esses dispositivos atingissem escala comercial."

A maioria das pesquisas nessa área se concentrou em termoelétricos baseados em telureto de bismuto, valorizados por suas altas propriedades que convertem calor em eletricidade, o que os torna ideais para aplicações de baixa potência, como monitores de frequência cardíaca, temperatura ou movimento.

Neste estudo, a equipe introduziu uma tecnologia econômica para fazer filmes termoelétricos flexíveis usando pequenos cristais, ou "nanoligantes", que formam uma camada consistente de folhas de telureto de bismuto, aumentando a eficiência e a flexibilidade.

"Criamos um filme imprimível em tamanho A4 com desempenho termoelétrico recorde, flexibilidade excepcional, escalabilidade e baixo custo, tornando-o um dos melhores termoelétricos flexíveis disponíveis", disse o professor Chen.

A equipe usou "síntese solvotérmica", uma técnica que forma nanocristais em um solvente sob alta temperatura e pressão, combinada com "serigrafia" e "sinterização". O método de serigrafia permite a produção de filmes em larga escala, enquanto a sinterização aquece os filmes até um ponto próximo ao de fusão, unindo as partículas.

O Sr. Wenyi Chen, o primeiro autor, disse que a técnica também poderia funcionar com outros sistemas, como termoelétricos baseados em seleneto de prata, que eram potencialmente mais baratos e sustentáveis do que materiais tradicionais.

"Essa flexibilidade nos materiais mostra as amplas possibilidades que nossa abordagem oferece para o avanço da tecnologia termoelétrica flexível", disse ele.

Junto com o professor Chen, os pesquisadores da QUT que contribuem para o estudo incluem o primeiro autor, Sr. Wenyi Chen, Dr. Xiao-Lei Shi, Dr. Meng Li, Sr. Yuanqing Mao e Srta. Qingyi Liu, todos do ARC Research Hub em Geração de Energia de Emissão Zero para Neutralidade de Carbono, da Escola de Química e Física da QUT e do Centro de Ciência de Materiais da QUT. Outros membros da equipe de pesquisa são o Sr. Ting Liu, o Professor Matthew Dargusch e o Professor Jin Zou da Universidade de Queensland e o Professor Gao Qing (Max) Lu da Universidade de Surrey.