Nghiên cứu do các nhà nghiên cứu tại Đại học công nghệ Queensland phát triển, được công bố trên tạp chí Angewandte Chemie International Edition, cho thấy loại gel đặc biệt này, có thể thu giữ nhiệt lượng thường bị lãng phí và chuyển đổi nó thành năng lượng điện sử dụng được.
Vật liệu này là một loại hydrogel, mềm dẻo, chứa nước, tạo cảm giác thoải mái và phù hợp để sử dụng trên cơ thể người. Công nghệ mới này có thể giúp cung cấp năng lượng cho các thiết bị đeo được trong tương lai, như máy theo dõi sức khỏe và quần áo thông minh, mà không cần phụ thuộc nhiều vào pin truyền thống.
Giáo sư Zhi-Gang Chen, người đứng đầu nghiên cứu, giải thích loại gel này tận dụng nhiệt lượng tự nhiên do cơ thể người tạo ra. Thay vì để nhiệt lượng đó tỏa ra môi trường, vật liệu này sẽ hấp thụ nó và chuyển đổi thành năng lượng.
Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, thiết bị nhỏ làm từ loại gel này, kích thước chỉ 10 mm x 10 mm, có thể tạo ra khoảng 0,46 volt điện. Con số này có vẻ nhỏ, nhưng nó cho thấy tiềm năng ứng dụng thực tiễn, đặc biệt là khi nhiều thiết bị kết hợp lại hoặc cải tiến các thiết kế trong tương lai.
Điểm mấu chốt của đổi mới này nằm ở cách gel kiểm soát sự chuyển động của các hạt mang điện (còn gọi là ion), bên trong cấu trúc của nó. Khi có sự chênh lệch nhiệt độ, chẳng hạn chênh lệch giữa nhiệt độ cơ thể và không khí xung quanh, các ion này sẽ di chuyển theo cách tạo ra dòng điện.
Các vật liệu nhiệt điện truyền thống, cũng chuyển đổi nhiệt năng thành điện năng, nhưng thường cứng, đắt tiền và khó sản xuất ở quy mô lớn. Ngược lại, hydrogel mới, mềm, giá thành thấp, dễ sản xuất với số lượng lớn. Nó cũng hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ phòng, điều này làm cho nó phù hợp với công nghệ thiết bị đeo.
Bước đột phá này có thể dẫn đến các ứng dụng trong tương lai. Các thiết bị đeo như máy theo dõi thể dục hoặc cảm biến y tế có thể được cung cấp năng lượng chỉ bằng nhiệt lượng cơ thể của người đeo, giảm hoặc thậm chí loại bỏ nhu cầu dùng pin. Nó cũng có thể sử dụng trong loại vải thông minh, cho phép quần áo tạo ra năng lượng khi đang được mặc.
Ngoài các thiết bị đeo thông minh, công nghệ này cũng có thể giúp thu hồi nhiệt năng bị lãng phí trong các môi trường khác, chẳng hạn như các quy trình công nghiệp hoặc môi trường sinh hoạt hằng ngày, góp phần sử dụng năng lượng bền vững hơn.
Theo nhóm nghiên cứu, sự phát triển này là một phần của nỗ lực lớn hơn nhằm giải quyết lượng năng lượng khổng lồ bị mất đi dưới dạng nhiệt thải trên thế giới. Bằng cách tìm ra cách thu giữ và tái sử dụng năng lượng này, các công nghệ như loại gel này có thể đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu lãng phí năng lượng và hỗ trợ các hệ thống sạch hơn, hiệu quả hơn.
