แรงบันดาลใจเพิ่มเติมมาจากความปรารถนาที่จะประดิษฐ์อุปกรณ์แปลงพลังงานจากวัสดุเดียวกันกับอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่ในที่สุดเพื่อให้สามารถผสมผสานเป็นส่วนหนึ่งของระบบทั้งหมดได้ ปัจจุบันอุปกรณ์จ่ายไฟของอุปกรณ์นาโนชีวการแพทย์จำนวนมากมาจากแบตเตอรี่หลายประเภทที่ต้องแยกออกจากส่วนที่ใช้งานอยู่ของระบบซึ่งไม่เหมาะอย่างยิ่ง

ในจดหมายฟิสิกส์ประยุกต์จากสำนักพิมพ์ AIP นักวิจัยรายงานการออกแบบและการสร้างอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกแบบท่อนาโนคาร์บอนแบบผนังเดี่ยวบนพื้นผิวโพลีอิไมด์ที่มีความยืดหยุ่นเป็นพื้นฐานสำหรับตัวแปลงพลังงานที่สวมใส่ได้

"ท่อนาโนคาร์บอนเป็นวัสดุมิติเดียวซึ่งขึ้นชื่อเรื่องคุณสมบัติทางเทอร์โมอิเล็กทริกที่ดีซึ่งหมายถึงการพัฒนาแรงดันไฟฟ้าข้ามพวกมันในการไล่ระดับอุณหภูมิ" Eric Pop ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและวัสดุศาสตร์กล่าว "ความท้าทายคือท่อนาโนคาร์บอนยังมีการนำความร้อนสูงซึ่งหมายความว่าเป็นการยากที่จะรักษาระดับการไล่ระดับความร้อนไว้ทั่วทั้งสองและยากที่จะประกอบเข้าด้วยกันเป็นเครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กทริกด้วยต้นทุนที่ต่ำ"

กลุ่มนี้ใช้เครือข่ายท่อนาโนคาร์บอนที่พิมพ์ออกมาเพื่อรับมือกับความท้าทายทั้งสอง

"ตัวอย่างเช่นเครือข่ายสปาเก็ตตี้ท่อนาโนคาร์บอนมีการนำความร้อนต่ำกว่าท่อนาโนคาร์บอนที่ถ่ายเพียงอย่างเดียวเนื่องจากมีทางแยกในเครือข่ายซึ่งขัดขวางการไหลของความร้อน" ป๊อปกล่าว "นอกจากนี้การพิมพ์โดยตรงเครือข่ายท่อนาโนคาร์บอนดังกล่าวสามารถลดต้นทุนได้อย่างมากเมื่อมีการขยายขนาด"

อุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกสร้างพลังงานไฟฟ้าในท้องถิ่น "โดยการนำความร้อนเหลือทิ้งจากอุปกรณ์ส่วนตัวเครื่องใช้ยานพาหนะกระบวนการเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมเซิร์ฟเวอร์คอมพิวเตอร์การส่องสว่างจากแสงอาทิตย์ที่แปรผันตามเวลาและแม้แต่ร่างกายมนุษย์" Hye Ryoung Lee ผู้เขียนนำและการวิจัยกล่าว นักวิทยาศาสตร์.

"เพื่อขจัดอุปสรรคในการใช้วัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกในปริมาณมาก - ความเป็นพิษความขาดแคลนของวัสดุความเปราะเชิงกล - ท่อนาโนคาร์บอนเป็นทางเลือกที่ดีเยี่ยมสำหรับวัสดุที่ใช้กันทั่วไปอื่น ๆ " ลีกล่าว

แนวทางของกลุ่มนี้แสดงให้เห็นถึงเส้นทางในการใช้ท่อนาโนคาร์บอนกับอิเล็กโทรดที่พิมพ์ได้บนพื้นผิวโพลีเมอร์ที่ยืดหยุ่นในกระบวนการที่คาดว่าจะประหยัดสำหรับการผลิตในปริมาณมาก นอกจากนี้ยัง "เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม" กว่ากระบวนการอื่น ๆ เนื่องจากใช้น้ำเป็นตัวทำละลายและหลีกเลี่ยงสารเจือปนเพิ่มเติม

เครื่องเก็บเกี่ยวพลังงานที่ยืดหยุ่นและสวมใส่ได้สามารถฝังลงในผ้าหรือเสื้อผ้าหรือวางไว้บนรูปทรงและฟอร์มแฟคเตอร์ที่ผิดปกติ

"ในทางตรงกันข้ามเทอร์โมอิเล็กทริกแบบดั้งเดิมที่อาศัยบิสมัทเทลลูไรด์นั้นเปราะและแข็งโดยมีการใช้งานที่ จำกัด " ป๊อปกล่าว "เทอร์โมอิเล็กทริกที่ใช้คาร์บอนยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าวัสดุที่หายากหรือเป็นพิษเช่นบิสมัทและเทลลูเรียม"

แนวคิดที่สำคัญที่สุดในการทำงานของกลุ่มคือ "รีไซเคิลพลังงานให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้โดยเปลี่ยนการกระจายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อใช้ในการทำงานรอบต่อไปซึ่งเราได้แสดงให้เห็นโดยใช้การสร้างเทอร์โมอิเล็กทริกที่ใช้ท่อนาโนแบบปลอดสารพิษ Nishi ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้า "แนวคิดนี้เป็นพันธมิตรกับเป้าหมายของโลกในการลดการใช้พลังงานโดยรวมของเรา"