Apesar do desenvolvimento e comercialização contínuos de vários dispositivos eletrônicos vestíveis, como bandas inteligentes, o progresso com esses dispositivos foi contido por uma grande limitação, pois precisam ser recarregados regularmente. Contudo, uma nova tecnologia desenvolvida por uma equipe de pesquisa sul-coreana se tornou um tema quente, pois mostra um potencial significativo para superar essa limitação para dispositivos eletrônicos vestíveis.

O Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST), ou KIST, anunciou que uma equipe de pesquisa liderada pelo Diretor Jin-Sang Kim do Instituto Jeonbuk de Materiais Compósitos Avançados desenvolveu um dispositivo termoelétrico flexível de alta eficiência que é capaz de gerar autonomamente parte da eletricidade necessária para sua operação a partir do calor corporal. O dispositivo desenvolvido pela equipe apresenta recursos aprimorados de isolamento térmico, possível através da fabricação do composto de silicone flexível (PDMS) em uma configuração semelhante a uma esponja, que foi então usado como uma estrutura para aprimorar de forma inovadora o desempenho do dispositivo.

Dispositivos termoelétricos são capazes de gerar eletricidade, utilizando a diferença de temperatura entre as duas extremidades do dispositivo, e têm sido usados ​​como geradores ecológicos de energia a partir de fontes como calor do motor de veículos ou calor residual de usinas de energia. Por outro lado, ao aplicar eletricidade ao dispositivo termoelétrico, uma extremidade do dispositivo pode ser resfriada enquanto a outra gera calor, permitindo que eles também sejam usados ​​em sistemas de controle de temperatura para pequenos refrigeradores, folhas de resfriamento de veículos, e equipamentos semicondutores.

Dispositivos termoelétricos normais geralmente têm um substrato de cerâmica rígido que suporta o semicondutor termoelétrico, tornando-os difíceis de usar em superfícies curvas, Considerando que em dispositivos termelétricos flexíveis, um material polimérico encapsula o semicondutor termoelétrico, em oposição a um substrato de cerâmica, permitindo que o dispositivo seja dobrado facilmente. Quando tal dispositivo é usado no corpo, eletricidade pode ser gerada de forma autônoma, e também pode ser potencialmente usado como um ar condicionado portátil. Como resultado, dispositivos termoelétricos flexíveis têm atraído muita atenção no campo de dispositivos eletrônicos vestíveis. Contudo, os materiais poliméricos usados ​​para produzir o substrato flexível têm uma alta condutividade térmica, e, portanto, não pode bloquear o calor em ambas as extremidades do dispositivo. Consequentemente, os dispositivos flexíveis que foram produzidos até agora tiveram a deficiência fatal de não serem capazes de funcionar em um nível comparável aos dispositivos termoelétricos comerciais com um substrato rígido.

Na busca de uma solução para este problema, a equipe de pesquisa da KIST fabricou um material de polímero com configuração de esponja, derramando primeiro uma solução de composto de silicone em um cubo de açúcar e permitindo que a solução solidifique, e depois dissolvendo o cubo de açúcar na água. Consequentemente, conforme o cubo de açúcar se dissolvia, o espaço que havia sido ocupado pelo cubo foi transformado em uma estrutura composta por micro bolhas de ar. A capacidade de isolamento térmico desta estrutura era 50% maior do que os materiais convencionais, permitindo que bloqueie efetivamente a transferência de calor. A equipe da KIST usou esse substrato como estrutura de suporte para desenvolver um dispositivo termoelétrico flexível que não sofre perda de desempenho. O dispositivo da equipe demonstrou um desempenho superior aos dispositivos termoelétricos flexíveis existentes em mais de 20%, e comparáveis ​​aos dispositivos comerciais existentes. A equipe de pesquisa (incluindo os primeiros co-autores:Dr. Sung-Jin Jung, Dr. Joonchul Shin) foi capaz de usar com sucesso seu dispositivo flexível para ligar uma luz LED com o calor do corpo.

O diretor Jin-Sang Kim, da filial de Jeonbuk do KIST, afirmou que "a eficiência de nosso dispositivo termoelétrico flexível foi elevada a um nível comparável ao de dispositivos termoelétricos comerciais por meio de um sistema simples, processo barato que requer despejar uma solução sobre o açúcar e permitir que a solução solidifique. ”Ele também comentou, "se usarmos um número suficiente de dispositivos termoelétricos, certamente deve ser possível produzir bandas inteligentes que operam apenas com o calor do corpo. "