Image au microscope électronique à balayage en coupe transversale du film autoportant Ni/MWNT.
Là où le travail est effectué, il y a de la chaleur perdue, mais la recherche progresse vers des moyens d'exploiter la chaleur afin que cette énergie ne soit pas gaspillée. Les dispositifs de conversion de chaleur en énergie mécanique puis en énergie électrique ont suscité un intérêt particulier car ils produisent des tensions plus élevées qui peuvent surpasser les dispositifs thermoélectriques de Seebeck, qui convertissent directement la chaleur en énergie électrique. Cependant, les dispositifs de conversion d'énergie thermique-mécanique ont jusqu'à présent été importants, des bains de chaleur lourds et volumineux et des températures de fonctionnement nettement supérieures à la température ambiante. Maintenant, Takashi Ikuno, Tatsuo Fukano, Kazuo Higuchi et Yasuhiko Takeda ont développé une simple bande 'bimorphe' de quelques millimètres de longueur, qui convertit la chaleur en énergie mécanique à des températures inférieures à 100℃, et sous une différence de température d'aussi peu que 5℃.
La bande bimorphe est un film autoportant (FSF) avec un composite de nanotubes de carbone multiparois (MWNT) d'un côté et de nickel de l'autre. Le nickel se dilate beaucoup plus facilement que le composite MWNT, et cela provoque la flexion de la bande lorsqu'elle est en contact avec une surface chaude. Lorsque la bande se plie, le nickel s'éloigne de la surface chaude, où il se refroidit rapidement en raison de la faible capacité calorifique de la bande. Au refroidissement, la bande s'étire vers la plaque chauffante où elle est à nouveau chauffée, et ainsi il se plie et s'étire continuellement, générer de l'énergie mécanique.
La faible masse et la petite taille de la bande bimorphe sont la clé de sa haute sensibilité à la chaleur, et le rendent également idéal pour l'intégration dans des micro-dispositifs. La sensibilité à la chaleur peut être encore améliorée en alignant les nanotubes de carbone dans la couche composite. Les chercheurs concluent, "Nous pensons que les MWNT-FSF développés dans cette étude pourraient être l'un des éléments constitutifs des nanodispositifs de conversion d'énergie."
