Energia

Nanogerador piezoelétrico alimenta sensores implantáveis

Nanogerador piezoelétrico vai alimentar sensores implantáveis
Quando o polímero é flexionado, o nanogerador produz uma tensão de saída de 1,63 V e uma corrente de 0,03 microwatts.[Imagem: Stevens Institute of Technology]

A equipe do Dr. Shi Yong, do Instituto de Tecnologia Stevens, nos Estados Unidos, desenvolveu uma tecnologia ultra miniaturizada que transforma energia mecânica em energia elétrica usando nanofibras piezoelétricas.

Os minigeradores têm potencial para alimentar equipamentos eletrônicos de baixo consumo de energia, como sensores, circuitos eletrônicos flexíveis e biossensores implantáveis.

Esta área de pesquisas passou a receber atenção de vários grupos de pesquisa ao redor do mundo depois dos trabalhos do Dr. Zhong Li Wang, do Instituto de Tecnologia da Geórgia - veja Roupa feita com nanofibras poderá retirar energia do movimento.

Nanogerador piezoelétrico

O trabalho do Dr. Shi também usa o conceito de conversão de energia mecânica em energia elétrica usando nanofibras feitas de materiais piezoelétricos, materiais que geram uma corrente elétrica quando são submetidos a uma pressão mecânica.

O avanço está na incorporação do nanogerador em um polímero biocompatível, preparando o dispositivo para funcionar em contato ou no interior do corpo humano. A maioria dos experimentos na área vem focando a fabricação de tecidos inteligentes.

As nanofibras são feitas de um material chamado PZT, os símbolos dos elementos químicos que entram em sua formulação: chumbo (Pb), zircônio (Z) e titânio (T).

As nanofibras de PZT, com diâmetro de 60 nanômetros e comprimento de cerca de 500 nanômetros, foram alinhadas sobre eletrodos de platina, usando um substrato de silício, tudo encapsulado em um polímero macio e flexível.

Quando o polímero é flexionado, o nanogerador produz uma tensão de saída de 1,63 V e uma corrente de 0,03 microwatts.

Biossensores

Uma das maiores limitações dos equipamentos biomédicos implantáveis atuais é que eles são alimentados por baterias. Isto significa que eles têm que ser recarregados ou substituídos periodicamente.

A tecnologia dos nanogeradores, graças à sua ultra miniaturização, pode permitir o aproveitamento da energia mecânica do próprio organismo, como o movimento do sangue ou os movimentos peristálticos, para gerar a energia necessária para alimentar esses aparelhos.

Outra possibilidade de aplicação dos nanogeradores é na alimentação de nanossensores no interior do corpo humano, que se tornarão capazes de transmitir dados continuamente por meio de conexões sem fios, alertando o paciente sobre qualquer disfunção em seu organismo.

Bibliografia:

1.6 V Nanogenerator for Mechanical Energy Harvesting Using PZT Nanofibers
Xi Chen, Shiyou Xu, Nan Yao, Yong Shi
Nano Letters
Vol.: 10 (6): 2133
DOI: 10.1021/nl100812k




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