Ondanks de voortdurende ontwikkeling en commercialisering van verschillende draagbare elektronische apparaten, zoals smartbands, vooruitgang met deze apparaten is afgeremd door een belangrijke beperking, omdat ze regelmatig moeten worden opgeladen. Echter, een nieuwe technologie ontwikkeld door een Zuid-Koreaans onderzoeksteam is een hot topic geworden, omdat het een aanzienlijk potentieel vertoont om deze beperking voor draagbare elektronische apparaten te overwinnen.

Het Korea Instituut voor Wetenschap en Technologie (KIST), of KIST, heeft aangekondigd dat een onderzoeksteam onder leiding van directeur Jin-Sang Kim van het Jeonbuk Institute of Advanced Composite Materials een zeer efficiënt flexibel thermo-elektrisch apparaat heeft ontwikkeld dat in staat is om autonoom een ​​deel van de elektriciteit die nodig is voor zijn werking uit lichaamswarmte te genereren. Het door het team ontwikkelde apparaat beschikt over verbeterde thermische isolatiemogelijkheden, mogelijk gemaakt door de fabricage van de flexibele siliconenverbinding (PDMS) in een sponsachtige configuratie, die vervolgens werd gebruikt als een raamwerk voor het innovatief verbeteren van de prestaties van het apparaat.

Thermo-elektrische apparaten kunnen elektriciteit opwekken door gebruik te maken van het temperatuurverschil tussen de twee uiteinden van het apparaat, en zijn gebruikt als milieuvriendelijke generatoren van stroom uit bronnen zoals motorwarmte van voertuigen of afvalwarmte van elektriciteitscentrales. Omgekeerd, door in plaats daarvan elektriciteit toe te passen op het thermo-elektrische apparaat, het ene uiteinde van het apparaat kan worden gekoeld terwijl het andere warmte genereert, waardoor ze ook kunnen worden gebruikt in temperatuurregelsystemen voor kleine koelkasten, voertuig koelbladen, en halfgeleiderapparatuur.

Normale thermo-elektrische apparaten hebben gewoonlijk een stijf keramisch substraat dat de thermo-elektrische halfgeleider ondersteunt, waardoor ze moeilijk te gebruiken zijn op gebogen oppervlakken, overwegende dat in flexibele thermo-elektrische apparaten, een polymeermateriaal omhult de thermo-elektrische halfgeleider, in tegenstelling tot een keramisch substraat, waardoor het apparaat gemakkelijk kan worden gebogen. Wanneer een dergelijk apparaat op het lichaam wordt gedragen, elektriciteit kan autonoom worden opgewekt, en het kan mogelijk ook worden gebruikt als draagbare airconditioner. Als resultaat, flexibele thermo-elektrische apparaten hebben veel aandacht gekregen op het gebied van draagbare elektronische apparaten. Echter, de polymeermaterialen die worden gebruikt om het flexibele substraat te produceren, hebben een hoge thermische geleidbaarheid, en kan daarom de warmte aan beide uiteinden van het apparaat niet blokkeren. Bijgevolg, de flexibele apparaten die tot nu toe zijn geproduceerd, hebben de fatale tekortkoming gehad dat ze niet kunnen presteren op een niveau dat vergelijkbaar is met commerciële thermo-elektrische apparaten met een stijf substraat.

Bij het zoeken naar een oplossing voor dit probleem, het onderzoeksteam van KIST heeft een polymeermateriaal met sponsconfiguratie gefabriceerd, door eerst een oplossing van siliconenverbinding op een suikerklontje te gieten en de oplossing te laten stollen, en los vervolgens het suikerklontje op in water. Bijgevolg, terwijl het suikerklontje oploste, de ruimte die door de kubus was ingenomen, werd omgevormd tot een structuur bestaande uit microluchtbellen. Het thermische isolatievermogen van deze structuur was 50% hoger dan bij conventionele materialen, waardoor het de overdracht van warmte effectief kan blokkeren. Het team van KIST gebruikte dit substraat als ondersteuningsframe om een ​​flexibel thermo-elektrisch apparaat te ontwikkelen dat geen prestatieverlies lijdt. Het apparaat van het team vertoonde prestaties die met meer dan 20% superieur waren aan bestaande flexibele thermo-elektrische apparaten, en vergelijkbaar met bestaande commerciële apparaten. Het onderzoeksteam (inclusief de eerste co-auteurs:Dr. Sung-Jin Jung, Dr. Joonchul Shin) was in staat om hun flexibele apparaat met succes te gebruiken om een ​​LED-lamp met lichaamswarmte aan te zetten.

Directeur Jin-Sang Kim van de Jeonbuk-afdeling van KIST verklaarde dat "de efficiëntie van ons flexibele thermo-elektrische apparaat werd verhoogd tot een niveau dat vergelijkbaar is met dat van commerciële thermo-elektrische apparaten door middel van een eenvoudige, goedkoop proces waarbij een oplossing op suiker moet worden gegoten en de oplossing moet stollen." Hij merkte ook op, "Als we een voldoende aantal thermo-elektrische apparaten zouden gebruiken, het moet zeker mogelijk zijn om slimme banden te maken die alleen op lichaamswarmte werken."