p Cientistas da Tokyo Metropolitan University usaram nanotubos de carbono "metálicos" alinhados para criar um dispositivo que converte calor em energia elétrica (a termoelétrica dispositivo) com uma saída de potência maior do que nanotubos de carbono semicondutores (CNTs) puros em redes aleatórias. O novo dispositivo contorna a problemática troca em semicondutores entre condutividade e voltagem elétrica, superando significativamente seu homólogo. Dispositivos termoelétricos de alta potência podem abrir caminho para um uso mais eficiente do calor residual, como eletrônicos vestíveis. p Dispositivos termoelétricos podem converter diretamente calor em eletricidade. Quando pensamos sobre a quantidade de calor desperdiçado em nosso ambiente, como em exaustores de ar condicionado, motores de veículos ou até mesmo calor corporal, seria revolucionário se pudéssemos, de alguma forma, recuperar essa energia do ambiente e colocá-la em bom uso. Isso ajuda a impulsionar o pensamento por trás da eletrônica vestível e fotônica, dispositivos que podem ser usados ​​na pele e alimentados pelo calor do corpo. Aplicações limitadas já estão disponíveis na forma de smartwatches e luzes alimentadas por calor corporal.

p A energia extraída de um dispositivo termoelétrico quando um gradiente de temperatura é formado é afetada pela condutividade do dispositivo e pelo coeficiente de Seebeck, um número que indica quanta voltagem elétrica é gerada com uma certa diferença de temperatura. O problema é que há uma compensação entre o coeficiente de Seebeck e a condutividade:o coeficiente de Seebeck cai quando o dispositivo se torna mais condutivo. Para gerar mais energia, idealmente queremos melhorar Ambas .

p Os materiais semicondutores são geralmente considerados candidatos superiores para dispositivos termoelétricos de alto desempenho. Contudo, uma equipe liderada pelo Prof. Kazuhiro Yanagi da Tokyo Metropolitan University encontrou um herói improvável na forma de CNTs "metálicos". Ao contrário dos CNTs puramente semicondutores, eles descobriram que podiam aumentar simultaneamente a condutividade e o coeficiente de Seebeck dos CNTs metálicos, quebrando o trade-off entre essas duas quantidades-chave. A equipe passou a mostrar que essas características únicas surgiram da estrutura eletrônica metálica unidimensional do material. Além disso, eles foram capazes de alinhar a orientação dos CNTs metálicos, alcançando uma produção quase cinco vezes maior que a dos filmes de CNTs semicondutores puros orientados aleatoriamente.

p Os elementos termoelétricos de alto desempenho não apenas nos permitirão usar o calor do corpo para alimentar nossos smartphones, as aplicações biomédicas em potencial garantirão que desempenhem um papel importante nas aplicações do dia-a-dia no futuro.