Họ đã phát triển một loại máy phát nhiệt điện giả ngang (pseudo-transverse thermoelectric generator) siêu mỏng và linh hoạt, có khả năng tạo ra điện từ chính nhiệt lượng cơ thể.

Các máy phát nhiệt điện vốn được xem là công nghệ năng lượng thế hệ mới cho thiết bị đeo, bởi chúng khai thác chênh lệch nhiệt độ để tạo điện, thay thế pin truyền thống. Tuy nhiên, cấu trúc dạng phim mỏng thường gặp hạn chế: nhiệt từ da thoát thẳng ra môi trường, không tạo được chênh lệch nhiệt độ cần thiết để phát điện.

Giải pháp: Điều hướng dòng nhiệt bằng vật liệu kép

Để khắc phục, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một đế nền kép dẫn nhiệt. Bằng cách tích hợp hạt nano đồng vào những vùng chọn lọc của lớp silicone co giãn (PDMS), họ tạo ra các khu vực có độ dẫn nhiệt cao và thấp khác nhau.

Khi đặt chất bán dẫn nhiệt điện tại ranh giới giữa hai vùng này, nhiệt từ da không thoát thẳng đứng mà được chuyển hướng sang ngang. Nhờ đó, hình thành vùng nóng – lạnh ngay trên bề mặt tấm phim, tạo ra chênh lệch nhiệt độ cần thiết để phát điện, dù thiết bị vẫn giữ nguyên dạng phẳng mỏng.

“Nghiên cứu này lần đầu tiên chứng minh rằng điện có thể được tạo ra ngay cả trong cấu trúc phim mỏng, bằng cách duy trì chênh lệch nhiệt độ thông qua việc điều hướng dòng nhiệt,” nhóm nghiên cứu nhấn mạnh.

Ứng dụng: Nguồn năng lượng cho thiết bị đeo

Thiết bị mới được chế tạo bằng quy trình in mực, đảm bảo độ linh hoạt cao và dễ dàng mở rộng kích thước như lắp ghép mô-đun. Điều này mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi trong:

• Quần áo thông minh
• Cảm biến theo dõi sức khỏe
• Các thiết bị điện tử đeo trên người

Giáo sư Kwak cho biết:

“Công nghệ này có tiềm năng mạnh mẽ để trở thành nguồn năng lượng cho nhiều loại cảm biến và thiết bị điện tử có thể gắn trực tiếp lên da hoặc quần áo.”

Thông tin chi tiết: Juhyung Park et al., “All-solution-processed scalable and wearable organic thermoelectrics by structurally mimicking transverse thermoelectric effects,” Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aea9094