گرمای بدن حالا برق تولید می‌کند؛ ساعت هوشمند می‌تواند بدون باتری کار کند؟

دانشمندان در حال توسعه نسل جدیدی از مولدهای ترموالکتریک پوشیدنی هستند که می‌توانند از گرمای بدن انسان برق تولید کنند. این فناوری با استفاده از اختلاف دمای میان پوست و محیط اطراف، بخشی از انرژی حرارتی بدن را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند و می‌تواند راهی برای ساخت گجت‌های پوشیدنی کم‌مصرف و خودتأمین باشد.

در یکی از تازه‌ترین پژوهش‌ها که در Nature Communications منتشر شده، محققان یک سلول ترموالکتریک یونی فوق‌نازک با ضخامت تنها یک میلی‌متر ساخته‌اند. این سامانه با اختلاف دمای حدود ۳ کلوین توانسته به ولتاژ ۰.۱ ولت برسد و یک آرایه ۲۰ سلولی نیز ولتاژ ۱.۹ ولت و توان اوج ۲۳ وات بر مترمربع تولید کرده است.

محققان حتی نشان داده‌اند که این آرایه می‌تواند با استفاده از گرمای نزدیک بدن، یک ساعت هوشمند تجاری را به‌صورت پیوسته راه‌اندازی کند. البته این آزمایش به معنای آن نیست که ساعت‌های هوشمند فعلی می‌توانند به‌طور کامل باتری خود را کنار بگذارند؛ فناوری هنوز در مرحله توسعه آزمایشگاهی قرار دارد.

پژوهش دیگری که در سال ۲۰۲۶ در Advanced Functional Materials منتشر شده، یک مولد ترموالکتریک انعطاف‌پذیر برای تماس با سطوح منحنی بدن معرفی کرده است. این نمونه برای پایش سیگنال‌های زیستی و کاربردهای پوشیدنی طراحی شده و توانسته در شرایط آزمایشگاهی به چگالی توان ۱۲.۹۶ میلی‌وات بر سانتی‌مترمربع برسد.

این ایده البته کاملاً جدید نیست. پژوهش‌های قبلی نیز نمونه‌هایی از دستبندهای ترموالکتریک ساخته‌اند که با گرمای بدن می‌توانند انرژی موردنیاز حسگرها و ارتباط بلوتوث کم‌مصرف را تأمین کنند. یکی از این نمونه‌ها حتی در اختلاف دمای تنها ۴ کلوین میان پوست و محیط قادر به فعالیت بوده است.

مزیت بزرگ این فناوری، امکان ساخت پوشیدنی‌هایی با نیاز بسیار کمتر به شارژ یا تعویض باتری است؛ از ساعت و دستبند هوشمند گرفته تا حسگرهای پزشکی و تجهیزات پایش سلامت. با این حال، مقدار انرژی قابل برداشت از بدن محدود است و عملکرد مولد به عواملی مانند اختلاف دمای پوست و محیط، طراحی دستگاه و میزان مصرف انرژی آن بستگی دارد.

اگر این فناوری در آینده به اندازه کافی کوچک، ارزان و کارآمد شود، ممکن است بخشی از حسگرهای پوشیدنی و تجهیزات پزشکی کم‌مصرف بتوانند انرژی موردنیاز خود را مستقیماً از بدن دریافت کنند؛ مسیری که می‌تواند وابستگی این دستگاه‌ها به باتری را کاهش دهد، اما هنوز فاصله زیادی با جایگزینی کامل باتری در گجت‌های پرمصرف وجود دارد.