ÚC – Các nhà nghiên cứu từ đại học công nghệ Queensland (QUT – Queensland university of technology) đã giải quyết thành công một rào cản kỹ thuật quan trọng, mở ra triển vọng cho các thiết bị điện tử đeo tay mạnh mẽ hơn cùng những phương pháp mới giúp chuyển đổi nhiệt thừa thành điện năng. Nhóm đã phát triển một chiến lược phân tử mới giúp ngăn chặn các ống nano carbon (carbon nanotube) (*) – những thanh dẫn điện nhỏ có tính linh hoạt cao, hứa hẹn cho công nghệ đeo nhưng lại khó kiểm soát – không bị vón cục vào nhau và làm giảm hiệu suất.
(*) Carbon nanotube: Là một loại vật liệu tổng hợp nhân tạo. Cấu trúc của nó là những tấm graphene (lớp nguyên tử carbon liên kết theo dạng lưới lục giác) được cuộn lại thành những hình ống siêu nhỏ với đường kính chỉ vài nanomet. 

Kết quả nghiên cứu này đã thiết lập một tiêu chuẩn mới cho các vật liệu chuyển đổi trực tiếp nhiệt thành điện. Tác giả chính, nghiên cứu sinh tiến sĩ Shanshan Zhou tại đại học QUT, cho biết công trình này mở ra một hướng đi mới để giải quyết một trong những vấn đề lớn nhất mà công nghệ ống nano carbon đang gặp phải.

Cô Zhou chia sẻ: “Thay vì tìm cách cải tiến các phương pháp hiện có, nhóm nghiên cứu đã đưa ra một cách tiếp cận mới để ngăn các ống nano carbon dính chặt vào nhau, vấn đề đã gây trở ngại trong giới nghiên cứu nhiều năm qua. Nhờ tính linh hoạt cao, giải pháp này có thể được ứng dụng để tạo ra thế hệ vật liệu mới với hiệu suất cao hơn trong việc thu hồi năng lượng từ nhiệt”.

Giáo sư Zhi-Gang Chen, Giám đốc trung tâm nghiên cứu phát điện phát thải bằng không vì mục tiêu trung hòa carbon thuộc hội đồng nghiên cứu Úc (ARC – Research hub in zero-emission power generation for carbon neutrality), cho biết ống nano carbon sở hữu tiềm năng rất lớn, nhưng một vấn đề tồn tại lâu nay đã cản trở việc ứng dụng chúng.

Giáo sư Chen cho biết: “Trong nhiều năm, các nhà nghiên cứu đã nhận định ống nano carbon là ứng viên tuyệt vời cho các thiết bị nhiệt điện đeo trên người nhờ vào đặc tính nhẹ, dẻo và dẫn điện tốt. Tuy nhiên, xu hướng dễ bị vón cục của chúng đã hạn chế hiệu suất hoạt động. Thiết kế phân tử mới của nhóm đã thay đổi bản chất cách các ống nano carbon tương tác với nhau. Thay vì để chúng co cụm lại, nhóm sử dụng các phân tử được thiết kế đặc biệt để giữ khoảng cách giữa các ống nano mà không ảnh hưởng đến khả năng dẫn điện của chúng”.

Nhóm nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng ứng dụng thực tế của vật liệu này trên một thiết bị linh hoạt có khả năng tạo ra điện từ nhiệt độ cơ thể, đồng thời vẫn duy trì độ bền sau hàng loạt bài kiểm tra uốn gập liên tục. Giáo sư Chen nhận định công nghệ này hoàn toàn có thể tiến tới thương mại hóa các thiết bị đeo không dùng pin.

Giáo sư Chen nói thêm: “Hãy tưởng tượng các cảm biến theo dõi sức khỏe, vải thông minh hay thiết bị điện tử đeo trên người có thể liên tục thu hồi năng lượng từ chính nhiệt độ cơ thể thay vì phải phụ thuộc vào pin truyền thống”.

Các nhà nghiên cứu tin rằng công nghệ này có thể áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như thu hồi nhiệt thải, cảm biến linh hoạt, internet vạn vật (IoT) và các giải pháp điện tử bền vững thế hệ mới.

Để xem các tin bài khác về “Nano carbon”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Electronics Online