Université de technologie du Queensland
Les chercheurs de QUT ont identifié un nouveau matériau qui pourrait être utilisé comme semi-conducteur flexible dans les dispositifs portables en utilisant une technique qui se concentre sur la manipulation des espaces entre les atomes dans les cristaux.
Dans une étude publiée dans la prestigieuse revue Communication de la natureles chercheurs ont utilisé «l’ingénierie des vacanciers» pour améliorer la capacité d’un semi-conducteur AGCU (TE, SE, S), qui est un alliage composé d’argent, de cuivre, de tellarium, de sélénium et de soufre, pour convertir la chaleur corporelle en électricité.
L’ingénierie des vacanciers est l’étude et la manipulation des espaces vides, ou «vacances», dans un cristal où les atomes sont manquants, pour influencer les propriétés du matériau, telles que l’amélioration de ses propriétés mécaniques ou l’optimisation de sa conductivité électrique, ou des propriétés thermiques.
Aux côtés du premier auteur Nanhai Li, les chercheurs de QUT contribuant à l’étude comprennent le Dr Xiao-Lei Shi, Siqi Liu, Tian-Yi Cao, Min Zhang, Wan-Yu Lyu, Wei-Di Liu, Dongchen Qi et le professeur Zhi-Gang Chen, tous de la recherche sur la quête de la Chirie et de la physiques et de la production de la physiques pour la méthode de la physic Centre de science des matériaux.
Le Nature Communication L’article détaille le processus dans lequel les chercheurs QUT, guidés par une conception informatique avancée, ont synthétisé un semi-conducteur AGCU (TE, SE,) flexible à travers une méthode de fusion simple et rentable. M. Li a déclaré que le contrôle précis des lacunes atomiques du matériau a non seulement amélioré sa capacité de convertir la chaleur en électricité, mais a également donné au matériau d’excellentes propriétés mécaniques, ce qui signifie qu’elle pourrait être façonnée de différentes manières pour s’adapter à des applications pratiques plus complexes.
Pour démontrer le potentiel d’application pratique du matériau, les chercheurs ont conçu plusieurs dispositifs micro-flexibles différents basés sur le matériau qui pourrait être facilement attaché au bras d’une personne.
M. Li a déclaré que l’étude a abordé le défi de l’amélioration de la capacité de conversion de la chaleur à l’électricité d’un semi-conducteur AGCU (TE, SE, S) tout en restant flexible et extensible, qui étaient des propriétés souhaitées pour les appareils portables.
«Les matériaux thermoélectriques ont attiré une large attention au cours des dernières décennies à la lumière de leur capacité unique à convertir la chaleur en électricité sans générer de pollution, de bruit et de pièces mobiles», a déclaré M. Li.
«En tant que source de chaleur continue, le corps humain produit une certaine différence de température avec l’environnement, et lorsque nous faisons de l’exercice, cela génère plus de chaleur et une plus grande différence de température entre le corps humain et l’environnement.»
Le professeur Chen a déclaré que avec l’avancée rapide de l’électronique flexible, la demande de dispositifs thermoélectriques flexibles augmentait considérablement et que les chercheurs de QUT étaient à l’avant-garde de la recherche dans ce domaine.
Dans une étude récente distincte publiée dans ScienceLe professeur Chen et les chercheurs de The Arc Research Hub in Zero-Emission Generation for Carbone Neutrality ont développé un film ultra-mince et flexible qui pourrait alimenter les dispositifs portables de nouvelle génération en utilisant la chaleur corporelle, éliminant le besoin de batteries.
« La clé pour faire progresser la technologie thermoélectrique flexible est d’examiner les possibilités de grande envergure », a déclaré le professeur Chen.
«Les dispositifs thermoélectriques flexibles traditionnels sont actuellement fabriqués à l’aide de matériaux thermoélectriques à couches minces inorganiques, de matériaux thermoélectriques organiques déposés sur des substrats flexibles et des composites hybrides des deux.
«Les matériaux organiques et inorganiques ont leurs limites – les matières organiques souffrent généralement de faibles performances et bien que les matériaux inorganiques offrent une meilleure conductivité de la chaleur et de l’électricité, ils sont généralement fragiles et non flexibles.
«Le type de semi-conducteur utilisé dans cette recherche est un matériau inorganique rare qui a un potentiel de frappe de performances thermoélectriques flexibles. Cependant, les mécanismes de physique et de chimie sous-jacents pour améliorer ses performances tout en conservant une plasticité exceptionnelle sont restées largement inexplorées jusqu’à présent.»
Lisez l’article complet, l’ingénierie de vacance stratégique avance les thermoélectriques DUCTIL AGCU (TE, SE, S), en ligne.
