თერმოელექტრული მასალების გამოყენება უახლეს სფეროებში სწრაფად ვითარდება, რაც განპირობებულია მასალათმცოდნეობის ტრანსფორმაციული მიღწევებით.

ახალი თერმოელექტრული მასალების გამოყენება უახლეს სფეროებში სწრაფად ვითარდება, რაც განპირობებულია მასალათმცოდნეობის ტრანსფორმაციული მიღწევებით. აღსანიშნავია, რომ მოქნილობისა და მინიატურიზაციის სინერგიულმა ინტეგრაციამ თერმოელექტრული გაგრილების ტექნოლოგიები გაათავისუფლა ტრადიციული ხისტი არქიტექტურის შეზღუდვებისგან, რითაც გახსნა ახალი გამოყენების საზღვრები მრავალ მაღალტექნოლოგიურ სექტორში:

მოქნილი ელექტრონული საფარი და ჯანდაცვის აპლიკაციები

არაორგანული მოქნილი თერმოელექტრული მასალების, როგორიცაა ბისმუტის ტელურიდის (Bi₂Te₃) ბაზაზე დამზადებული კომპოზიტები და ვერცხლის ქალკოგენიდები, გაჩენამ გადალახა მაღალი თერმოელექტრული მახასიათებლებისა და მექანიკური დეფორმაციის უნარის მქონეობის დიდი ხნის განმავლობაში არსებული კომპრომისი.

მიკრომასშტაბიანი ცხელი წერტილის შერბილება: ულტრათხელი Bi₂Te₃-ზე დაფუძნებული თერმოელექტრული გამაგრილებლები, თერმოელექტრული გაგრილების მოდულები (პელტიეს მოდულები) მინიმალური შეყვანის დენის (მაგ., 84 mA) პირობებში ტემპერატურის შემცირებას 10°C-ზე მეტს აღწევს, დაახლოებით 25 μs-ის თერმული რეაგირების გამორჩეულად სწრაფი დროით. ეს საშუალებას იძლევა მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივის ინტეგრირებული სქემების ზუსტი, ლოკალიზებული თერმული მართვის, რითაც იზრდება ჩიპის საიმედოობა და ოპერაციული სტაბილურობა.

ტარებადი და იმპლანტირებადი სამედიცინო მოწყობილობები: ბიოლოგიურ ქსოვილებთან კონფორმული ადჰეზიის გამო - ელექტრონული კანის მსგავსად - მოქნილი თერმოელექტრული მოწყობილობები, პელტიეს მოწყობილობები (თერმოელექტრული მოდულები) ასრულებენ ორმაგ ფუნქციას: (i) თერმული ენერგიის შეგროვებას სხეულიდან გარემოს გრადიენტებიდან ულტრადაბალი სიმძლავრის ბიოსამედიცინო სენსორების (მაგ., უწყვეტი გულისცემის მონიტორების) კვებისათვის; და (ii) მაღალი სიზუსტის, სივრცით გადაჭრილი თერმული სენსორების გამოყენების უზრუნველყოფა ლოკალიზებული ანთების ადრეული გამოვლენის, პერიფერიული სისხლის პერფუზიის ანომალიების შეფასებისა და აქტიური თერმული რეგულირებისთვის ახალი თაობის იმპლანტირებად მოწყობილობებში - მათ შორის ნეირონულ ინტერფეისებსა და ტვინ-კომპიუტერულ ინტერფეისებში.

ექსტრემალური გარემო და აერონავტიკის სისტემები

მესამე თაობის ფართოზოლოვანი ნახევარგამტარების, განსაკუთრებით სილიციუმის კარბიდის (SiC) და გალიუმის ნიტრიდის (GaN) ინდუსტრიული განვითარება თანდათანობით აფართოებს ნახევარგამტარული მოწყობილობების, თერმოელექტრული მოდულების და TEC მოდულების (პელტიეს მოდულები) საოპერაციო ფარგლებს ექსტრემალურ პირობებში.

მაღალი ტემპერატურის სენსორი და თერმული კონტროლი: SiC-სა და GaN-ის შინაგანი მაღალი ძაბვა, განსაკუთრებული თერმული სტაბილურობა და რადიაციული ტოლერანტობა უზრუნველყოფს ტემპერატურის სენსორით და აქტიური თერმული კონტროლის სისტემების საიმედო მუშაობას მისიისთვის კრიტიკულ გარემოში, მათ შორის აერონავტიკულ პლატფორმებსა და მაღალი ტემპერატურის სამრეწველო პროცესების მონიტორინგში, სადაც უმთავრესია მკაცრი სიზუსტე, საიმედოობა და გამძლეობა.

ინტელექტუალური რობოტიკა და ტაქტილური აღქმა

მატერიალური ინოვაციები თერმული მართვის ფარგლებს სცილდება და მოქნილი ელექტრონიკის ჰოლისტურ მიღწევებს უსვამს ხაზს. მაგალითად, მკვლევარებმა შექმნეს აქტიური მატრიცული ტაქტილური სენსორი ულტრათხელი, მექანიკურად თავსებადი ორგანზომილებიანი ნახევარგამტარების (მაგ., მოლიბდენის დისულფიდის) გამოყენებით. რბილ რობოტურ დამჭერებზე ინტეგრირებისას, ეს სენსორი აფიქსირებს მილიპასკალის ქვე-დონის წნევის სტიმულებს - რაც ადამიანის კანზე ჰაერის ნაკადის ნაზი ძალის ექვივალენტურია - რითაც მანქანებს ადამიანის მსგავსი ტაქტილური სიმახვილით ანიჭებს. ასეთი მაღალი სიზუსტის ტაქტილური აღქმის ადაპტაციურ თერმულ კონტროლთან კონვერგენცია ქმნის ფუნდამენტურ აპარატურულ პლატფორმას მომავალი ბიომიმეტიკური, ავტონომიური რობოტული სისტემებისთვის.

სამრეწველო თარგმანი და შიდა ტექნოლოგიური სუვერენიტეტი

ქვეყნის შიგნით, კვლევითი ინსტიტუტებისა და ინდუსტრიის დაინტერესებული მხარეების კოორდინირებული ძალისხმევა აჩქარებს ლაბორატორიული მასშტაბის მასალების ინოვაციების კომერციულად სიცოცხლისუნარიან პროდუქტებად გარდაქმნას. წარმომადგენლობითი მაგალითია ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის შანხაის კერამიკის ინსტიტუტი, რომელმაც ლიცენზირებული აქვს პლასტმასის არაორგანულ თერმოელექტროენერგიაზე მრავალი პატენტი, რაც ხელს უწყობს მათ დანერგვას ოპტიკური მოდულის თერმული სტაბილიზაციის, ჩიპური დონის მოწინავე სითბოს გაფრქვევისა და თვითმომუშავე მიკროსენსორული აპლიკაციების სფეროში. ეს მოვლენები მიუთითებს ჩინეთის პროგრესულ წინსვლაზე მოწინავე ნახევარგამტარული მასალების ტექნოლოგიური თვითდაჯერებულობისკენ, ამცირებს დამოკიდებულებას უცხოური მიწოდების ჯაჭვებზე და აძლიერებს სტრატეგიული ინოვაციების შიდა შესაძლებლობებს.