Malgré le développement et la commercialisation continus de divers appareils électroniques portables, tels que les bandes intelligentes, les progrès avec ces appareils ont été freinés par une limitation majeure, car ils ont besoin d'être rechargés régulièrement. Cependant, une nouvelle technologie développée par une équipe de recherche sud-coréenne est devenue un sujet brûlant, car il montre un potentiel important pour surmonter cette limitation pour les appareils électroniques portables.

L'Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST), ou KIST, a annoncé qu'une équipe de recherche dirigée par le directeur Jin-Sang Kim de l'Institut Jeonbuk des matériaux composites avancés a développé un dispositif thermoélectrique flexible à haute efficacité capable de générer de manière autonome une partie de l'électricité nécessaire à son fonctionnement à partir de la chaleur corporelle. L'appareil développé par l'équipe présente des capacités d'isolation thermique améliorées, rendu possible grâce à la fabrication du composé de silicone flexible (PDMS) dans une configuration semblable à une éponge, qui a ensuite été utilisé comme cadre pour améliorer de manière innovante les performances de l'appareil.

Les appareils thermoélectriques sont capables de générer de l'électricité en utilisant la différence de température entre les deux extrémités de l'appareil, et ont été utilisés comme générateurs d'électricité respectueux de l'environnement à partir de sources telles que la chaleur des moteurs de véhicules ou la chaleur résiduelle des centrales électriques. Inversement, en appliquant à la place de l'électricité au dispositif thermoélectrique, une extrémité de l'appareil peut être refroidie tandis que l'autre génère de la chaleur, leur permettant d'être également utilisés dans les systèmes de contrôle de température pour les petits réfrigérateurs, feuilles de refroidissement de véhicule, et équipements semi-conducteurs.

Les dispositifs thermoélectriques normaux ont généralement un substrat en céramique rigide supportant le semi-conducteur thermoélectrique, les rendant difficiles à utiliser sur des surfaces courbes, alors que dans les dispositifs thermoélectriques flexibles, un matériau polymère encapsule le semi-conducteur thermoélectrique, par opposition à un substrat en céramique, permettant à l'appareil d'être plié facilement. Lorsqu'un tel appareil est porté sur le corps, l'électricité peut être produite de manière autonome, et il peut également potentiellement être utilisé comme climatiseur portable. Par conséquent, Les dispositifs thermoélectriques flexibles ont suscité beaucoup d'attention dans le domaine des dispositifs électroniques portables. Cependant, les matériaux polymères utilisés pour réaliser le substrat souple ont une conductivité thermique élevée, et ne peut donc pas bloquer la chaleur aux deux extrémités de l'appareil. Par conséquent, les dispositifs flexibles qui ont été produits jusqu'à présent ont eu l'inconvénient fatal de ne pas pouvoir fonctionner à un niveau comparable aux dispositifs thermoélectriques commerciaux avec un substrat rigide.

En cherchant une solution à ce problème, l'équipe de recherche du KIST a fabriqué un matériau polymère à configuration éponge, en versant d'abord une solution de composé siliconé sur un morceau de sucre et en laissant la solution se solidifier, puis dissoudre le morceau de sucre dans l'eau. Par conséquent, au fur et à mesure que le morceau de sucre se dissout, l'espace qui avait été occupé par le cube s'est transformé en une structure constituée de micro bulles d'air. La capacité d'isolation thermique de cette structure était 50% supérieure à celle des matériaux conventionnels, lui permettant de bloquer efficacement le transfert de chaleur. L'équipe de KIST a utilisé ce substrat comme cadre de support pour développer un dispositif thermoélectrique flexible qui ne souffre d'aucune perte de performance. L'appareil de l'équipe a démontré des performances supérieures de plus de 20 % aux appareils thermoélectriques flexibles existants, et comparable aux appareils commerciaux existants. L'équipe de recherche (dont les premiers co-auteurs :Dr. Sung-Jin Jung, Dr. Joonchul Shin) a pu utiliser avec succès leur appareil flexible pour allumer une lumière LED avec la chaleur corporelle.

Le directeur Jin-Sang Kim de la branche Jeonbuk de KIST a déclaré que « l'efficacité de notre dispositif thermoélectrique flexible a été portée à un niveau comparable à celui des dispositifs thermoélectriques commerciaux grâce à un simple, processus peu coûteux qui nécessite de verser une solution sur du sucre et de laisser la solution se solidifier. "si nous utilisions un nombre suffisant d'appareils thermoélectriques, il devrait certainement être possible de produire des bracelets intelligents qui fonctionnent uniquement sur la chaleur corporelle."