Muévete y produce suficiente energía para recargar tu smartphone. No es ciencia ficción sino realidad gracias a un nylon especial
No guardes el aguacate así: es peligrosoMuévete y mientras tanto produce suficiente energía para recargar tu smartphone. No es ciencia ficción sino realidad gracias a un nuevo invento que surge de un equipo internacional de científicos. Estos últimos han encontrado una forma de generar electricidad a partir del nailon, convirtiendo la ropa que usamos en una fuente de energía.
¿Como funciona? El mecanismo es sencillo. Una vez tejidas en la ropa, las fibras piezoeléctricas especiales transformarán la energía mecánica en energía eléctrica cada vez que una persona se mueva. Y los investigadores han descubierto cómo hacer estas fibras de nailon "inteligentes" que producen electricidad usando un simple movimiento del cuerpo. Una novedad que podría allanar el camino a prendas “inteligentes” capaces de monitorizar nuestra salud a través de sensores miniaturizados y mientras tanto recargar dispositivos, como smartphones, sin ninguna fuente de alimentación externa.
El descubrimiento surge de una colaboración entre la Universidad de Bath, el Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros en Alemania y la Universidad de Coimbra en Portugal y se basa en un trabajo innovador sobre nailon piezoeléctrico.
¿Qué significa piezoeléctrico?
La piezoelectricidad describe el fenómeno en el que la energía mecánica se transforma en energía eléctrica. En pocas palabras, cuando toca o distorsiona un material piezoeléctrico, genera una carga. Agregue un circuito y la carga se puede quitar, almacenar en un capacitor y luego usar, por ejemplo, para alimentar su teléfono celular.
Del mismo modo, si usa ropa piezoeléctrica, como una camiseta, incluso un simple movimiento como balancear los brazos causaría suficiente distorsión en las fibras de la prenda para generar electricidad.
“Existe una demanda creciente de tejidos electrónicos inteligentes, pero encontrar fibras baratas y fácilmente disponibles en forma de materiales electrónicos y adecuadas para prendas modernas es un desafío para la industria textil”, dijo el prof. Kamal Asadi del Departamento de Física de Bath, quien dirigió el estudio. “Los materiales piezoeléctricos son buenos candidatos para recolectar energía de las vibraciones mecánicas, como el movimiento del cuerpo, pero la mayoría de ellos son cerámicos y contienen plomo, que es tóxico y dificulta su integración en ropa o dispositivos electrónicos portátiles”.
Los científicos conocen las propiedades piezoeléctricas del nailon desde la década de 80, y el hecho de que este material no contenga plomo ni sea tóxico lo hizo particularmente atractivo. Sin embargo, según el profesor Asadi, la tela sedosa hecha por el hombre que a menudo se asocia con camisetas baratas y calcetines de mujer es
“Un material muy difícil de manejar. El desafío es preparar fibras de nailon que conserven sus propiedades piezoeléctricas”, dijo.
En su forma de polímero crudo, el nailon es un polvo blanco que se puede mezclar con otros materiales y luego moldear en una miríada de productos, desde ropa hasta cerdas de cepillos de dientes, envases de alimentos y piezas de automóviles. Pero cuando se reduce a una forma cristalina particular se vuelve piezoeléctrico.
El método utilizado para crear estos cristales de nailon es derretirlo y enfriarlo rápidamente, pero este proceso da como resultado placas gruesas que son piezoeléctricas pero no adecuadas para la ropa. Por lo tanto, el nailon debe reducirse a un hilo para tejer o una película delgada para usar en dispositivos electrónicos portátiles.
Se pensó que el desafío de producir películas delgadas de nailon piezoeléctrico era insuperable y el entusiasmo inicial por crear prendas de nailon piezoeléctrico se convirtió en apatía, lo que provocó que la investigación en esta área se detuviera en la década de 90.
Pero el profesor Asadi y Saleem Anwar, un ingeniero textil, adoptaron un enfoque completamente nuevo y disolvieron el polvo de nailon en un disolvente ácido. Entonces descubrieron que al mezclar la solución ácida con acetona (una sustancia química conocida como diluyente de pintura o quitaesmalte de uñas), podían disolver el nailon y luego extraer el ácido de manera eficiente, dejando la película de nailon en una fase piezoeléctrica.
“La acetona se une fuertemente a las moléculas de ácido, por lo que cuando se evapora de la solución de nailon, se lleva consigo el ácido. Lo que queda es el nailon en su fase cristalina piezoeléctrica. El siguiente paso es transformar el nailon en hilos para luego integrarlo a los tejidos. "
El desarrollo de fibras piezoeléctricas es un paso importante hacia la posibilidad de producir tejidos electrónicos con aplicaciones importantes en el campo de la electrónica portátil. El objetivo es integrar elementos electrónicos, como sensores, en un tejido y generar energía solo gracias al movimiento, energía que luego se almacena en una pequeña batería.
"Durante los próximos años, es posible que usemos nuestras camisetas para alimentar un dispositivo como nuestro teléfono celular mientras caminamos por el bosque, o para monitorear nuestra salud", dijo el profesor Asadi.
El estudio fue publicado en Advanced Functional Materials.
Fuentes de referencia: Universidad de Bath, Materiales Funcionales Avanzados
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