Nanogeradores para carregar dispositivos portáteis

Uma equipe de engenheiros de várias universidades desenvolveu algo que no futuro ajudará a resolver o problema da descarga tardia de dispositivos eletrônicos portáteis, como telefones celulares, smartphones, tablets e outros. Os gadgets podem ser recarregados literalmente em movimento, eliminando a necessidade de conectar a uma tomada usando um fio elétrico.

Os nano geradores construídos diretamente no compartimento ou no gabinete de um dispositivo móvel coletarão e converterão a energia da vibração da superfície, por exemplo, o assento do passageiro de um carro em movimento, em eletricidade e carregarão a bateria de um dispositivo móvel, como um smartphone.

O professor associado de ciência e engenharia de materiais da Universidade de Wisconsin, em Madison, Xudong Wang, acredita que o desenvolvimento dessa idéia levará à criação de eletrônicos pessoais com carregamento automático.

Xudong Wang, juntamente com seu aluno Yanchao Mao e co-autores da Universidade Sun Yat-sen, na China, e da Universidade de Minnesota, em Duluth, EUA, descreveram sua invenção - mesoporosa nanogerador piezoelétrico, em um artigo para a revista Advanced Energy Materials em 27 de janeiro de 2014.

O nanogerador usa basicamente um material polimérico piezoelétrico chamado PVDF (fluoreto de polivinilideno). Os materiais piezoelétricos são inerentemente capazes de gerar eletricidade por força mecânica. Eles também são deformados mecanicamente sob a influência de um campo elétrico.

Em vez da deformação usual ou da ação de um campo elétrico, os pesquisadores incluíram nanopartículas de óxido de zinco no filme fino de PVDF, que agora permitem obter efeito piezoelétrico mesmo com pequenas vibrações, para acumular energia elétrica.

Em seguida, as nanopartículas foram gravadas do filme, resultando em poros interconectados - "mesoporos" - um material semelhante a uma esponja. Era um material tão esponjoso que era a chave para a conversão de energia vibracional. Xudong Wang diz que quanto mais macio o material, mais sensível é a pequenas vibrações.

O próprio nanogerador inclui placas finas de eletrodos em ambos os lados do filme de polímero mesoporoso, que podem ser anexados a qualquer tipo de superfície, seja a pele humana lisa ou alguma outra superfície irregular.

Se falamos de smartphones, a massa do dispositivo ajudará a fortalecer a energia elétrica gerada, devido ao aumento do viés. Por exemplo, uma pessoa simplesmente caminha ou corre e, graças a isso, o smartphone é efetivamente carregado.

No futuro, os nanogeradores podem muito bem se tornar parte integrante de muitos dispositivos eletrônicos, por exemplo, como painel traseiro ou gabinete de dispositivo, para fornecê-lo diretamente com a energia recebida das vibrações ambientais.

A equipe acredita que a simplicidade da fabricação permitirá dimensionar essas plantas de nanogerador para tamanhos grandes. E a capacidade de ajustar as propriedades mecânicas dos filmes e seu design permitirá implementar estruturas tanto para alimentar os telefones quanto para alimentar autônoma os sistemas de sensores.