El 14 de agosto, se informó desde la Universidad de Ciencia y Tecnología de Qingdao que el profesor Liu Kai de dicha institución ha desarrollado el primer elastómero termoeléctrico tipo N, conocido como "goma termoeléctrica", proporcionando una nueva solución para la tecnología de recolección de energía en electrónica flexible y dispositivos portátiles. Los resultados de la investigación relacionados se publicaron el 13 de agosto en la revista "Nature".
Históricamente, los dispositivos termoeléctricos tradicionales han utilizado principalmente materiales termoeléctricos inorgánicos, que se centran en aplicaciones en estructuras rígidas, carecen de elasticidad y adaptabilidad de forma, y están limitados en aplicaciones para dispositivos portátiles. Para abordar este problema, Liu Kai, basándose en los logros de investigación del equipo del profesor Lei Ting de la Universidad de Pekín y del equipo del profesor Hua Jing de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Qingdao, desarrolló el elastómero termoeléctrico tipo N. Este es un material innovador que combina elasticidad, capacidad de estiramiento y conversión termoeléctrica, abriendo una nueva dirección para la tecnología de recolección de energía en dispositivos portátiles.
Liu Kai explicó que, mediante la combinación de tres estrategias: separación de fases nano homogénea, reticulación activada térmicamente y dopaje direccional, logró sintetizar con éxito el elastómero termoeléctrico tipo N. Este material exhibe una excelente capacidad de estiramiento y elasticidad, con una deformación por tracción de hasta el 850%, comparable a la de la goma tradicional. Al mismo tiempo, su factor de mérito termoeléctrico puede alcanzar 0.49 a una temperatura de 300 Kelvin, acercándose o incluso superando el rendimiento de los materiales termoeléctricos inorgánicos flexibles o plásticos existentes.
Los investigadores, mediante la selección precisa de la combinación de elastómeros y dopantes, no solo pudieron mejorar la capacidad de estiramiento del material, sino también promover la formación de nanofibras de polímero semiconductor distribuidas uniformemente, mejorando así la conductividad eléctrica y reduciendo la conductividad térmica del material, superando el obstáculo de que los materiales termoeléctricos no puedan combinar alta eficiencia con elasticidad ajustable.
Basándose en esto, los investigadores fabricaron el primer generador termoeléctrico elástico. A diferencia de los dispositivos termoeléctricos inorgánicos, el generador termoeléctrico elástico no requiere estructuras de interconexión complejas, puede adaptarse directamente a la superficie de la piel y, al mismo tiempo, mantener un alto factor de llenado y una baja resistencia térmica. Este dispositivo combina una alta eficiencia de conversión termoeléctrica con una excelente comodidad y adaptabilidad de forma, mostrando el potencial para impulsar dispositivos electrónicos portátiles y biosensores.
