افزودن فیلم نازک حاوی نانولوله‌کربنی به الیاف

محققان نشان دادند که چگونه می‌توان با افزودن لایه نازکی حاوی نانولوله‌کربنی تک‌جداره به الیاف، خاصیت ترموالکتریک در آن ایجاد کرد. با این کار ژنراتوری ساخته می‌شود که گرما را به الکتریسیته تبدیل می‌کند.   محققان آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر (NREL) نشان دادند که افزودن لایه نازک به الیاف می‌تواند خاصیت ترموالکتریک در آن ایجاد کند. این گروه الیاف را با استفاده از فیلم‌های نازک حاوی نانولوله‌کربنی تقویت کردند و با این کار توانستند گرمای هدر رفته از بدن را تبدیل به الکتریسیته کنند.

این الیاف با تبدیل گرما به برق می‌تواند منبع انرژی کوچکی را پدید آورد. نتایج یافته‌های این گروه تحقیقاتی نشان می‌دهد که نانولوله‌های کربنی تک جداره گزینه مناسبی برای ساخت ژنراتورهای ترموالکتریک است.

این گروه در ابتدا نشان دادند که نانولوله‌های کربنی تک جداره می‌توانند کاربردهای ترموالکتریک داشته باشند. اما فیلم‌هایی که ساخته شده حاوی مقادیر زیادی پلیمر نارسانا بود. به همین دلیل در گام بعد، محققان پلیمر را از این ساختار زدودند و در نهایت خاصیت ترموالکتریک فیلم نازک حاوی نانولوله‌کربنی تک‌جداره بهبود یافت.

در این مقاله جدید آمده است که زدایش نانولوله کربنی تک‌جداره منجر به بهبود در رفتار حمل بار از میان نیمه‌هادی می‌شود. فیلم نازک حاوی نانولوله‌کربنی تک‌جداره زمانی که با حاملین بار مثبت یا منفی دوپ شود، عملکرد یکسانی دارد. در واقع در پلیمرها، حالت تقویت شده با p و n عملکرد یکسانی ندارد و تقویت نوع p عملکرد بهتری دارد، اما در فیلم‌های حاوی نانولوله کربنی، عملکرد هر دو نوع یکسان است.

فرگوسن از محققان این پروژه می‌گوید: «در مواد ترموالکتریک رایج شما باید یک تکه از نوع p و یک تکه از نوع n را برای ساخت دستگاه مورد استفاده قرار دهید. این در حالی است که در این پروژه ما نشان دادیم که تنها از یک ماده می‌توان برای ساخت قطعه مورد نظر استفاده کرد».