Para ilmuwan dari NUST "MISiS" bersama dengan rekan-rekan dari Universitas Teknologi Lulelo (Swedia) dan Universitas Jena yang diberi nama setelah Friedrich Schiller (Jerman) mengembangkan bahan termoelektrik pertama di dunia dengan nanotube yang dipesan.
Karena sifatnya polimer, itu fleksibel, dan penambahan nanotube beberapa kali meningkatkan konduktivitas listriknya. Di masa depan, bahan tersebut dapat digunakan untuk mengisi daya perangkat seluler tanpa sumber daya tambahan: satu gelang atau kasing akan memungkinkan pengisian daya arloji atau telepon langsung dari panas tubuh manusia. Artikel tentang pengembangan diterbitkan dalam jurnal
Advanced Functional Materials .
Bahan termoelektrik - senyawa kimia atau paduan logam yang dapat mengubah panas menjadi listrik karena perbedaan suhu pada titik-titik koneksi konduktor ke pelat. Efek ini ditemukan kembali pada tahun 1821 oleh fisikawan Jerman Thomas Seebeck. Untuk waktu yang lama, berbagai paduan digunakan sebagai bahan untuk generator termal. Namun, mereka tidak memberikan efisiensi yang sangat tinggi - sekitar 10%. Selain itu, untuk efisiensi maksimum, pemanasan pelat harus sesuai urutan beberapa ratus derajat.
Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan mulai mencari alternatif termoelektrik berbasis paduan - dan menemukannya dalam bahan polimer. Bahan seperti itu bekerja bahkan pada suhu kamar, tidak beracun, memiliki konduktivitas termal yang rendah (mereka meminimalkan pembuangan panas di luar). Selain itu, polimer, berbeda dengan paduan logam, sangat fleksibel - hampir semua bentuk yang diinginkan dapat diberikan ke thermogenerator tersebut.
Sebuah tim ilmuwan dari Departemen Nanosystems Fungsional dan Bahan Suhu Tinggi dari NUST "MISiS" bersama dengan rekan-rekan dari Universitas Teknologi Lulelo (Swedia) dan Universitas Jena yang dinamai Friedrich Schiller (Jerman) menciptakan versi polimer pertama yang dimodifikasi di dunia dengan memanjang dan tertata rapi nanotube. Para ilmuwan menggunakan salah satu polimer yang paling menjanjikan - polyethylenedioxythiophene (PEDOT). Ini memiliki konduktivitas listrik yang tinggi, yang selanjutnya dapat ditingkatkan dengan inklusi kimia dalam matriks polimer.
(Atas) Ilustrasi skematis dari persiapan komposit TE menggunakan lapisan PVB untuk transfer pada media melengkung atau fleksibel. (Bawah) Komposit berbasis VA-CNTF setelah berhasil membawa ke tiga substrat berbeda, termasuk permukaan yang sangat melengkung dan penyangga yang fleksibel. Gambar-gambar ini menunjukkan potensi bahan baru sebagai blok bangunan untuk berbagai aplikasi TE, termasuk pelapis konformal berbentuk tidak teratur, pelapisan yang presisi pada substrat fleksibel, dan pembuatan film yang dapat ditekuk.Pertama, βhutanβ berorientasi karbon nanotube karbon ditanam pada substrat semikonduktor, kemudian memanjang secara horizontal. Nanotube "dibanjiri" dengan polimer di bagian atas. Karena nanotube sering membentuk kluster pada satu titik (aglomerasi) selama proses pertumbuhan, untuk menetralkan kluster tersebut, bahan tersebut kemudian diolah dengan dimetil sulfoksida dan etilen glikol.
Setelah siklus perawatan penuh, faktor daya material meningkat lebih dari 4 kali, hingga ~ 92 ΞΌW Β· mK-2.
Menurut peserta dari kelompok ilmiah dari sisi NUST "MISiS",
Ph.D. N., Khabib Yusupov , dengan karakteristik material seperti itu, produk darinya akan dapat mengubah bahkan panas tubuh manusia (berbeda dengan suhu kamar) menjadi listrik yang bermanfaat. Misalnya, setelah membuat gelang untuk jam tangan atau kasing untuk telepon seluler dari polimer semacam itu, dimungkinkan untuk menghidupkan perangkat secara berkelanjutan, tanpa sumber listrik tambahan.