Группа учёных из Сеульского национального университета продемонстрировала инновационный метод получения энергии из тепла человеческого тела, не жертвуя при этом гибкостью и малыми габаритами устройств. Решение, описанное в журнале Science Advances, способно приблизить эпоху полностью самодостаточной носимой электроники.
Ирина Медведева
«Псевдопоперечный термоэлектрический генератор»
В центре технологии находится «псевдопоперечный термоэлектрический генератор» — тонкоплёночная структура, преобразующая разность температур в электрический ток. Обычно в носимых на теле устройствах этот градиент почти незаметен: телесное тепло быстро рассеивается сквозь тонкий слой, не формируя нужного перепада.
Источник фото: CЭTA.ru
Коллектив под руководством Чонхуна Квака использовал принципиально новый конструктивный подход. Вместо того чтобы наращивать толщину или усложнять форму, учёные перераспределили направление теплового потока. В эластичной силиконовой (PDMS) основе созданы области с различной способностью проводить тепло — благодаря точечному внедрению наночастиц меди.
Такая «подложка с двойной теплопроводностью» направляет тепло не прямо от кожи во внешнюю среду, а вдоль поверхности — от участков с высокой проводимостью к зонам с низкой. Это создаёт локальные «тёплые» и «холодные» зоны даже в абсолютно плоском устройстве, обеспечивая необходимый для генерации перепад.
(Слева) В традиционных термоэлектрических генераторах тепло тела выходит вертикально через тонкий подложку, препятствуя выработке электроэнергии внутри устройства. (Справа) Предлагаемый псевдопоперечный термоэлектрический генератор использует двойную теплопроводную подложку, состоящую из двух материалов с разной теплопроводимостью, перенаправляя вертикальный тепловой поток в горизонтальное направление для создания разницы температур и успешного генерации электроэнергии. Автор: Science Advances (2026)
Источник иллюстрации: CЭTA.ru
Преимущества разработки
Главное достоинство разработки — сохранение всех ключевых для носимой электроники свойств: устройство остаётся тонким, эластичным и может производиться методом печати специальными функциональными чернилами. Это открывает путь к массовому выпуску — от компактных сенсоров до встраивания в ткани.
Технология снимает одно из основных препятствий для термоэлектрических генераторов в сегменте носимых устройств — зависимость от внешнего охлаждения или объёмных конструкций. Теперь источник питания можно интегрировать прямо в одежду или разместить на коже без снижения производительности.
Важная отличительная черта нового эластичного материала — внутренняя сеть нановолокон. Она обеспечивает электропроводность и позволяет материалу растягиваться более чем на 850% от первоначальной длины.
Где можно использовать изобретение
Потенциальные сферы использования включают: системы контроля здоровья, «умная» одежда, автономные датчики и прочие устройства, где важна независимость от аккумуляторов. В будущем это может сократить потребность в частой подзарядке и повысить надёжность носимой электроники в медицине и промышленности.
Как полагают авторы, предложенная архитектура закладывает основу для новой платформы термоэлектрических систем, где управление тепловыми потоками становится главным способом повышения КПД без усложнения конструкции.
В настоящее время проект находится на экспериментальной стадии и имеет ряд ограничений. В частности, эффективность генерации напрямую связана с разницей температур: в условиях жаркого климата или повышенной влажности выходная мощность снижается.
Журнал «Химагрегаты» уже писал о подобном «умном» материале для одежды будущего.