Kebocoran panas yang berkurang meningkatkan perangkat kesehatan yang dapat dikenakan
Spotlight

Kebocoran panas yang berkurang meningkatkan perangkat kesehatan yang dapat dikenakan


Perangkat pemanen panas fleksibel NC State menunjukkan efisiensi yang lebih baik dalam menahan panas untuk memberi daya pada perangkat. Kredit: Mehmet Ozturk.

Insinyur Universitas Negeri Carolina Utara terus meningkatkan efisiensi perangkat fleksibel yang dikenakan di pergelangan tangan yang memanen energi panas dari tubuh manusia untuk memantau kesehatan.

Dalam makalah yang diterbitkan di npj Elektronika Fleksibel, para peneliti NC State melaporkan peningkatan yang signifikan dalam mencegah kebocoran panas pada pemanen panas tubuh fleksibel yang pertama kali mereka laporkan pada tahun 2017 dan diperbarui pada tahun 2020. Pemanen menggunakan energi panas dari tubuh manusia untuk menjalankan teknologi yang dapat dikenakan — pikirkan jam tangan pintar yang mengukur jantung Anda kecepatan, oksigen darah, glukosa, dan parameter kesehatan lainnya — yang tidak perlu diisi ulang baterai. Teknologi ini mengandalkan prinsip yang sama yang mengatur pemanen termoelektrik kaku yang mengubah panas menjadi energi listrik.

Pemanen fleksibel yang sesuai dengan tubuh manusia sangat diinginkan untuk digunakan dengan teknologi yang dapat dikenakan. Mehmet Ozturk, seorang profesor teknik listrik dan komputer NC State dan penulis makalah yang sesuai, menyebutkan kontak kulit yang unggul dengan perangkat yang fleksibel, serta pertimbangan ergonomis dan kenyamanan bagi pemakainya, sebagai alasan utama di balik membangun generator termoelektrik yang fleksibel. , atau TEG.

Kinerja dan efisiensi pemanen fleksibel, bagaimanapun, secara historis tertinggal jauh di belakang perangkat kaku, yang telah unggul dalam kemampuannya untuk mengubah panas tubuh menjadi energi yang dapat digunakan.

Bukti konsep-konsep TEG yang awalnya dilaporkan pada tahun 2017 menggunakan elemen semikonduktor yang dihubungkan secara elektrik secara seri menggunakan interkoneksi logam-cair yang terbuat dari EGaIn — paduan non-toksik dari galium dan indium. EGaIn memberikan konduktivitas listrik seperti logam dan kelenturan. Seluruh perangkat tertanam dalam elastomer silikon yang dapat diregangkan.

Perangkat yang ditingkatkan yang dilaporkan pada tahun 2020 menggunakan arsitektur yang sama tetapi secara signifikan meningkatkan rekayasa termal versi sebelumnya, sekaligus meningkatkan kerapatan elemen semikonduktor yang bertanggung jawab untuk mengubah panas menjadi listrik. Salah satu peningkatannya adalah elastomer silikon konduktivitas termal yang tinggi — pada dasarnya sejenis karet — yang membungkus interkoneksi EGaIn.

Iterasi terbaru menambahkan serpihan aerogel ke elastomer silikon untuk mengurangi konduktivitas termal elastomer. Hasil percobaan menunjukkan bahwa inovasi ini mengurangi kebocoran panas melalui elastomer hingga setengahnya.

“Penambahan aerogel menghentikan panas bocor di antara ‘kaki’ termoelektrik perangkat,” kata Ozturk. “Semakin tinggi kebocoran panas, semakin rendah suhu yang berkembang di seluruh perangkat, yang berarti daya keluaran yang lebih rendah.

“Perangkat fleksibel yang dilaporkan dalam makalah ini melakukan urutan besarnya lebih baik daripada perangkat yang kami laporkan pada tahun 2017 dan terus mendekati kinerja perangkat yang kaku,” tambah Ozturk.

Ozturk mengatakan bahwa salah satu kekuatan dari teknologi yang dipatenkan oleh NC State adalah bahwa ia menggunakan elemen semikonduktor yang sama yang digunakan dalam perangkat kaku yang disempurnakan setelah penelitian selama beberapa dekade. Pendekatan ini juga memberikan peluang biaya rendah kepada produsen modul termoelektrik kaku yang ada untuk memasuki pasar termoelektrik fleksibel.

Dia menambahkan bahwa labnya akan terus fokus pada peningkatan efisiensi perangkat fleksibel tersebut.


Teknologi kesehatan yang dapat dikenakan mendapat peningkatan efisiensi


Informasi lebih lanjut:
“Generator Termoelektrik Fleksibel dengan Interkoneksi Logam Cair dan Pengisi Silikon Konduktivitas Termal Rendah” npj Elektronika Fleksibel, DOI: 10.1038 / s41528-021-00101-3

Disediakan oleh North Carolina State University

Kutipan: Kebocoran panas yang berkurang meningkatkan kesehatan perangkat yang dapat dikenakan (2021, 8 Maret) diambil 8 Maret 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-03-leakage-wearable-health-device.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Pengeluaran SGP Hari Ini