Dùng tia laser biến đồ da thành thiết bị năng lượng cho thiết bị điện tử đeo tay

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Cát Lâm, Trung Quốc, dưới sự dẫn dắt của chuyên gia Dong-Dong Han, vừa giới thiệu một kỹ thuật độc đáo để thay thế các loại pin truyền thống. Họ sử dụng tia laser để khắc trực tiếp các đường nét lên bề mặt da thuộc thảo mộc.

Quá trình này ngay lập tức biến đổi bề mặt da thành một lớp carbon đặc biệt, có khả năng lưu trữ và điều tiết điện năng. Thành quả thu được là một thiết bị lưu trữ năng lượng nhỏ gọn được tích hợp hoàn hảo ngay trên nền tảng vật liệu da mềm mại, mang lại cảm giác thoải mái tối đa cho người sử dụng.

Tác giả nghiên cứu cho biết cách tiếp cận này không chỉ làm đơn giản hóa khâu sản xuất mà còn giúp giảm thiểu đáng kể tác động xấu đến môi trường. Thông qua tia laser, các mạch điện được vẽ trực tiếp lên da để tạo ra nguồn cung cấp năng lượng. Nó không chỉ làm nhiệm vụ giữ điện mà còn giúp ổn định tín hiệu, đảm bảo các thiết bị điện tử hoạt động một cách mượt mà và đáng tin cậy nhất.

Không giống như các thiết bị lưu trữ năng lượng thông thường luôn phải phụ thuộc vào vật liệu tổng hợp và các quy trình chế tạo sử dụng nhiều hóa chất độc hại, phương pháp mới tận dụng hoàn toàn vật liệu tự nhiên.

Quy trình sản xuất cũng được rút gọn tối đa chỉ trong một thao tác bắn laser duy nhất. Tia laser sẽ biến đổi bề mặt da thành một cấu trúc xốp dẫn điện, từ đó loại bỏ hoàn toàn các khâu sản xuất phức tạp.

Các hoa văn dẫn điện này hoạt động tương tự như các cực của một viên pin, cho phép năng lượng tích tụ và giải phóng cực kỳ nhanh chóng trong suốt quá trình sạc và xả.

Lớp carbon xốp do laser tạo ra giúp mở rộng không gian lưu trữ điện, qua đó nâng cao hiệu suất làm việc. Nguồn điện đầu ra nhờ vậy luôn được duy trì ổn định, hạn chế tình trạng chập chờn gây ảnh hưởng đến máy móc.

Để chứng minh tính linh hoạt của công nghệ, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm khắc lên da các mạch năng lượng với nhiều hình dáng tinh xảo như hình con hổ, con rồng và con thỏ.

Nhờ được chế tạo ngay trên vật liệu mềm mại, có thể tự do uốn nắn và gắn trực tiếp vào các vật dụng, thiết bị lưu trữ năng lượng này là mảnh ghép hoàn hảo cho mảng đồ điện tử đeo tay. Thử nghiệm thực tế cho thấy hệ thống duy trì hiệu suất cực kỳ ổn định sau nhiều chu kỳ sạc và hoạt động hiệu quả ở mức tần số tiêu chuẩn của các đồ điện tử hằng ngày. Chúng thậm chí đã cung cấp đủ nguồn điện để thắp sáng các bóng đèn LED và vận hành trơn tru một chiếc đồng hồ điện tử cỡ nhỏ.

Giới chuyên môn đánh giá công nghệ này có tiềm năng to lớn trong việc thay thế các loại pin cứng cáp trên dây đeo đồng hồ thông minh, mang lại những thiết kế mỏng nhẹ và ôm sát cơ thể hơn. Bên cạnh đó, công nghệ hoàn toàn có thể được ứng dụng rộng rãi trong quần áo thông minh, các miếng dán cảm biến theo dõi sức khỏe và hàng loạt thiết bị tối tân khác.

Trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu sẽ tập trung nâng cao độ bền và hiệu năng của sản phẩm, đặc biệt là khả năng chống chịu các điều kiện thực tế như mồ hôi, độ ẩm và các thao tác uốn gập liên tục, hướng tới việc ứng dụng vào các thiết bị y tế tự cấp nguồn điện.

Việt Vũ