Material transforma movimento em eletricidade até debaixo d'água

Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/09/2021

O material funciona em ambientes úmidos ou secos e tem uma série de aplicações potenciais porque é mais versátil que os nanogeradores tradicionais.
[Imagem: Veenasri Vallem]

Gerador flexível

Um material macio e elástico mostrou-se capaz não apenas de converter movimento em eletricidade, mas também de fazer isto em ambientes secos ou molhados.

"A energia mecânica - como a energia cinética do vento, das ondas, do movimento corporal e das vibrações dos motores - é abundante. Criamos um dispositivo que pode transformar esse tipo de movimento mecânico em eletricidade. E um dos seus atributos notáveis é que ele funciona perfeitamente bem debaixo d'água," disse o professor Michael Dickey, da Universidade Estadual da Carolina do Norte, nos EUA.

O coração desse coletor de energia é uma fibra híbrida de borracha e fios metálicos que a equipe havia criado dois anos atrás. Trata-se de uma liga de metal líquido de gálio e índio envolta em um hidrogel - um polímero macio e elástico inchado com água.

A água do hidrogel contém sais dissolvidos na forma de íons. Esses íons se reúnem na superfície do metal líquido, o que pode induzir uma carga no metal - quanto maior a área do metal, mais superfície há para atrair carga. Ligando fios à parte metálica da fibra é possível extrair essa carga, criando um fluxo na forma de eletricidade.

"Como o dispositivo é macio, qualquer movimento mecânico pode fazer ele se deformar, incluindo esmagamento, alongamento e torção," disse Dickey. "Isso o torna versátil para a captação de energia mecânica. Por exemplo, o hidrogel é elástico o suficiente para ser esticado em cinco vezes seu comprimento original."

Como o material gera eletricidade em qualquer movimento, ele pode ser usado em roupas inteligentes e esportivas.
[Imagem: Veenasri Vallem et al. - 10.1002/adma.202103142]

Aplicações biomédicas e aquáticas

Nos testes, os pesquisadores demonstraram que deformar o material em apenas alguns milímetros gera uma densidade de potência de aproximadamente meio miliwatt por centímetro quadrado (0,5 mW m^-2) - essa quantidade de eletricidade é comparável à produzida por várias tecnologias de captação de energia, incluindo os nanogeradores piezoelétricos.

"No entanto, essas outras tecnologias não funcionam bem, se é que funcionam, em ambientes úmidos," defende Dickey. "Esta característica exclusiva pode permitir aplicações desde biomédicas até roupas esportivas e ambientes marinhos. Além disso, o dispositivo é simples de ser fabricado."

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