결과적으로, 동일한 전압 출력에서 ​​h-TEG의 크기는 s-TEG에 비해 50% 이상 줄일 수 있습니다. 둘째, 계층적 설계는 열전쌍을 기계적 변형으로부터 효과적으로 격리하여 대규모 변형 하에서도 기능적 무결성을 유지합니다. 이는 취약하고 종횡비가 높은 열전쌍을 작고 견고한 칩렛 내부에 내장함으로써 가능하며, 이 칩렛은 외부 응력을 국소화하고 완화하는 기계적 차폐막 역할을 합니다. 캡슐화 매트릭스로 둘러싸인 TE 칩렛으로 구성된 대표적인 기계 단위에 대한 FEM 분석 결과, 약 10% 인장 시 샌드위치 구조의 TE 소자에 전달되는 변형률은 0.25%에 달하여 Bi₂Te₃의 파괴 한계(약 0.2%)를 초과하는 것으로 나타났습니다 . 이와는 대조적 으로, 계층 구조는 단 0.0003%의 변형률을 보여 3배 이상 감소된 변형률을 나타냅니다( 그림 3B ). 이러한 변형률 차단 메커니즘은 120% 인장 하에서도 기계적 견고성을 보장하여( 그림 3B 및 S16 ), 인체 피부와 같이 동적으로 변형되는 표면에서도 안정적인 작동을 가능하게 합니다. 구조적 이점 외에도, 다공성 초탄성 캡슐화 매트릭스는 h-TEG의 전반적인 기계적 유연성을 더욱 향상시킵니다. PDMS나 기존 Ecoflex와 같은 고체 캡슐화제와 비교했을 때, 본 연구에서 사용된 미세다공성 Ecoflex는 강성이 크게 감소하고 부드러운 매트릭스와 단단한 기능성 구성 요소 사이의 계면 응력이 효과적으로 억제되어 피부와 같은 부드러움과 향상된 순응성을 제공합니다( 그림 3C 및 S17 ). 또한, 다공성 구조는 캡슐화 밀도를 크게 낮춰 전체 장치 무게를 최소화하고 장시간 착용에 필수적인 인체 부담을 줄여줍니다( 그림 3C ).

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