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Aprenda a alimentar sus dispositivos con un solo dedo


Le sucede a casi todos los que tienen un teléfono inteligente: están en público y de repente notan que el porcentaje de batería de su teléfono es peligrosamente bajo. Si no tienen un dispositivo de carga portátil, a menudo se quedan pegados al tomacorriente más cercano mientras su teléfono se carga en un porcentaje razonable. Un equipo de ingenieros eléctricos y nanotécnicos quiere cambiar ese escenario asegurándose de que nunca vuelva a suceder.

"A nadie le gusta estar atado a una toma de corriente o cargar con un cargador portátil. El cuerpo humano es una fuente abundante de energía. Pensamos: '¿Por qué no aprovecharlo para producir nuestra propia energía?'", Dijo el autor principal Qiaoqiang Gan, PhD , profesor asociado de ingeniería eléctrica en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Buffalo.

El equipo aprovechó un efecto conocido como efecto triboeléctrico. La carga triboeléctrica ocurre después de que un material entra en contacto con un material diferente. Esto provoca una pérdida e intercambio de electrones. Casi todo el mundo ha experimentado una carga trioboeléctrica en su vida, siendo la electricidad estática el ejemplo más común.

Sin embargo, para capturar y aprovechar el efecto triboeléctrico, los ingenieros de la Universidad de Buffalo y el Instituto de Semiconductores (IoP) de la Academia China de Ciencias (CAS) miraron a la nanoescala en lugar de capturar grandes cantidades de energía triboeléctrica. El dispositivo parece una curita extrañamente gruesa colocada en el nudillo. Tiene dos finas capas de oro con un polímero a base de silicio y polidimetilsiloxano (PDMS). El PDMS también se encuentra en lentes de contacto, Silly Putty y otros productos blandos comunes.

Cada vez que un usuario dobla el dedo mientras usa el nanogenerador, una capa de oro se estira y luego se arruga después de ser liberada en lo que los investigadores describen como una mini cordillera. La fuerza se vuelve a aplicar a la "cordillera" y eso crea fricción entre las capas de oro y el PDMS.

"Esto hace que los electrones fluyan hacia adelante y hacia atrás entre las capas de oro. Cuanto más fricción, mayor es la cantidad de energía que se produce", dice otro autor principal, Yun Xu, PhD, profesor de IoP en CAS.

La pestaña es increíblemente pequeña según el estudio. Mide solo 1,5 cm de largo y 1 cm de ancho. En su máximo, generó 124 voltios y una corriente máxima de 10 microamperios. Su densidad de potencia máxima según el estudio fue de 0,22 milivatios por cm cuadrado. Si bien no está a la altura de la capacidad de carga de un teléfono celular, podría cargar de manera segura 48 luces LED simultáneamente, como lo hicieron los investigadores.

¿El gran problema con el nanogenerador que produjeron los equipos? Es increíblemente difícil de fabricar en su estado actual y la mayoría no son rentables. Así que no planee cargar su teléfono con calistenia con los dedos todavía. Sin embargo, el equipo no se ha rendido. Actualmente están trabajando en una batería portátil adicional para almacenar la energía producida por la pestaña triboeléctrica. También están investigando cómo las piezas de oro más grandes afectan la cantidad de electricidad que se genera, y esperan que cuanto mayor sea la pieza, más electricidad podrán aprovechar. Esperan que si pueden crear un sistema completo y luego descubrir cómo reducir el costo, entonces pueden considerar la posibilidad de mejorar la escala del proyecto.


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