Современная электроника №4/2025

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 20 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 4 / 2025 Инновационные токопроводящие плёнки с элементами TFT как способ зарядки от теплового и вибрационного датчика QOT для носимых электронных устройств Рис.  1. Специальные плоские автономные источники тепла на основе химической реакции с воздухом Учёные многих стран мира работают над преобразованием энергии тепла в электрический ток с конца XIX века, когда контроль над электрическим током ощущался таким же прогрессом, как сегодня Интернет, цифровизация и ИИ. Гибкая РЭА применяется в различных областях, таких как панельные дисплеи, электронные датчики, шлейфы и устройства накопления данных, что стимулирует значительный интерес к новым материалам и технологиям их обработки. Сегодня за неполных два века можно говорить о том, что разработчикам удалось создать ультратонкую гибкую плёнку для подзарядки электронных устройств небольшой мощности на основе TFT, в частности, для подзарядки аккумуляторов смартфонов непосредственно от тепла тела человека. Такие электронные датчики пока размещают на кожном покрове, а в ближайшем будущем будут встраивать в умную одежду человека. В статье рассматриваются инновации в тонкоплёночных транзисторах (TFT), которые являются важнейшими компонентами, позволяющими создавать электронные схемы на гибких подложках, а разработка элементов TFT с высокой производительностью и с механической гибкостью для РЭА – предмет перспективных исследований. Андрей Ласорла Гибкие термоэлектрические устрой- ства можно удобно носить на коже как почти незаметные и эффектив- ные преобразователи в электриче- ство – на основе разницы температур между человеческим телом и окружа- ющим воздухом. Их также можно при- менять в ограниченном пространстве. Другие потенциальные области при- менения возможны от персонально- го терморегулирования, где тепло тела может питать носимую систему кор- ректировки личного климата, венти- ляции и кондиционирования воздуха. А это даёт значительный шаг вперёд в повышении качества и устойчиво- сти жизнедеятельности человека в раз- ных условиях, включая критические. К примеру, любители охоты, рыбной ловли, шахтёры, полярники, геологи или жители северных регионов в усло- виях сбоев отопления в холодное вре- мя года ранее применяли такие лич- ные средства защиты от обморожения, как тёплая одежда, термобельё, термо- носки, каталитические грелки на осно- ве химической реакции и специальные плоские автономные источники теп- ла (рис. 1). К неоспоримым преимуществам новейшей разработки относят высокие термоэлектрические характеристики, гибкость и масштабируемость в соче- тании с низкой стоимостью, что дела- ет генератор электроэнергии на основе плёнки одним из лучших гибких тер- моэлектриков среди доступных к изу- чению и совершенствованию. В послед- нее время легко сгибаемые или тонкие электронные устройства стали частью нашей повседневной жизни. Электрон- ные устройства, такие как умные часы, сгибаемые экраны и носимые датчи- ки, предлагают повышенное удоб- ство и универсальность и, как ожида- ется, будут применяться в различных областях в будущем. Для разработки этих продуктов необходимы гибкие, но прочные электронные компонен- ты. В недавно презентованном тех- нологическом процессе используют крошечные наносвязующие кристал- лы, образующие сплошной слой листов теллурида висмута с итоговым повы- шением как проводимости электриче- ского тока, так и гибкости материала. Открытые ранее термоэлектрики на основе теллурида висмута имели высо- кие показатели эффективности в пре- образовании тепла в электричество, что давало перспективу для маломощ- ных приложений, таких как монито- ры сердечного ритма, температуры или движения. Теперь использован соль- вотермальный синтез с формирова- нием нанокристаллов в растворителе при высокой температуре и давлении в сочетании с трафаретной печатью и спеканием. Метод трафаретной печати позволяет производить плёнки в боль- ших масштабах, в то время как спека- ние нагревает плёнки почти до точки плавления, связывая их элементарные частицы надёжно и без потери упруго- сти и гибкости готовой конструкции. В изобретении и продвижении инновации отличилась совмещённая исследовательская группа из Квин- слендского технологического универ- ситета – Мэтью Даргуш и профессор Цзинь Цзоу (Австралия), Университета Суррея (Великобритания) – профессор Гао Цин и исследовательская группа QUT DGIST (Институт науки и техноло- гий Тэгу Кёнбук) – доктор Чан Бонг-хо и профессор Квон (рис. 2), а также их кол- леги, специалисты исследовательского центра ARC по производству электро­ энергии с нулевым уровнем выбросов для достижения углеродной нейтраль- ности Школы химии и физики QUT и Центра материаловедения. Об этом ста- ло известно в декабре 2024 года [1, 2, 7].