Gli smartwatch di prossima generazione potrebbero essere alimentati dal calore del corpo, grazie a un nuovo materiale

Oltre il 60% dell'energia globale viene persa come calore di scarto. Per catturare questa energia persa, un team di ricerca dell'Istituto di Chimica dell'Accademia delle Scienze cinese ha creato un materiale altamente flessibile che converte il calore direttamente in elettricità senza produrre inquinamento. Pubblicato sulla rivista Science, il nuovo polimero termoelettrico irregolare gerarchico-poroso offre una soluzione di alimentazione continua per i dispositivi indossabili come gli smartwatch, sfruttando le differenze di temperatura ambientale, come il calore del corpo.

Affinché questi materiali funzionino in modo efficiente, devono condurre bene l'elettricità, impedendo al contempo la fuoriuscita di calore. Tradizionalmente, le plastiche flessibili faticano a trovare questo equilibrio. I ricercatori hanno risolto questo problema mescolando un polimero con un agente separatore, che è stato poi rimosso per creare una rete di fori di forma casuale, microscopica e su scala nanometrica. Questa struttura simile a una spugna blocca fisicamente le vibrazioni microscopiche che normalmente trasportano il calore attraverso un solido, riducendo efficacemente la perdita di calore del 72%.

Allo stesso tempo, gli spazi confinati all'interno della struttura porosa costringono le molecole di polimero ad unirsi in modo molto più stretto e ordinato del solito. Questo migliore allineamento strutturale crea canali altamente efficienti per le cariche elettriche, aumentando la mobilità elettrica di almeno il 25%.

Districando con successo il flusso di calore dal flusso elettrico, il film ottimizzato ha raggiunto un punteggio di efficienza record - noto come cifra di merito termoelettrica - di 1,64 a circa 70 gradi Celsius. Questo stabilisce un nuovo punto di riferimento, superando il precedente record dei polimeri di 1,28 e persino le prestazioni dei materiali inorganici flessibili. A differenza dei materiali tradizionali ad alte prestazioni che richiedono una preparazione complessa, i ricercatori affermano che questo nuovo film può essere prodotto su larga scala e a basso costo, utilizzando semplici tecniche di rivestimento a spruzzo, come la stampa di un giornale.