No icônico filme Matrix, que retrata a guerra entre as máquinas inteligentes e a humanidade, o personagem Morfeu disse a Neo que o corpo humano produz mais bioeletricidade do que uma bateria de 120 volts e mais de 25 mil BTUs de calor corpóreo, que era utilizado pelas máquinas como sua fonte de energia. Esse episódio do filme aterrorizou milhões de pessoas, mas não os cientistas. E se a energia do movimento, calor ou elementos químicos do suor do corpo humano pudessem ser aproveitados para alimentar dispositivos eletrônicos?

Produzir energia limpa a partir de fios 

Os dispositivos tecnológicos do futuro poderiam dizer adeus as pilhas graças a uma nova invenção criada por uma equipe internacional de pesquisadores com base na Universidade do Texas, em Dallas e da Universidade de Hanyang na Coreia do Sul, que desenvolveram um fio de captação de energia que pode oferecer até 100 vezes a energia elétrica por miligrama de peso em comparação com materiais similares.

O fio especial de alta tecnologia se chama ” Twistron ” cujas possíveis aplicações para a produção de energia são múltiplas, indo desde a exploração do movimento do corpo humano e das ondas do mar até flutuações de temperatura. O fio é construído com nanotubos de carbono, cilindros ocos cujo diâmetro é 10.000 vezes menores do que um cabelo humano. Os investigadores realizaram uma série de testes, por exemplo através da transformação dos nanotubos em fios de alta resistência e leves, mas também elásticos e capazes de resistir à torção.

Para gerar eletricidade, estes fios devem ser mergulhados ou revestidos com um material ou eletrólito condutor, que pode ser tão simples como uma mistura comum de sal e de água. “Basicamente, estes fios são supercapacitores (dispositivos que podem fornecer alta energia elétrica por curtos períodos de tempo)”, disse a Dr. Na Li, co-autora do estudo.

Uma das principais vantagens do invento é que quando um fio é distorcido ou puxado, o volume do fio de nanotubos de carbono diminui, o que facilita a acumulação de cargas eléctricas no fio mais estreito. Isto aumenta a tensão associada com a carga armazenada no fio e a produção de eletricidade. Puxar o fio, enrolado 30 vezes por segundo, gerou 250 watts por quilograma de energia elétrica, explica os cientistas.

As roupas esportivas e fitness do futuro serão feias com esse fio para aproveitar a energia liberada no movimento do usuário. O verdadeiro desafio agora é fazer com que o fio fique menos caro de produzir e também possa ser utilizado para colher o enorme quantidade de energia disponível a partir das ondas do mar.

Serão necessários mais estudos antes deste fio acabar em nossas casas para a produção de eletricidade em grande escala, mas isso ainda é mais uma demonstração de que as tecnologias disruptivas estão surgindo a cada dia.

Eliminando baterias rígidas com as novas baterias têxteis

Pesquisadores da Universidade da Cidade de Hong Kong desenvolveram uma bateria recarregável e flexível à base de fios, que poderá ser produzido em larga escala com teares industriais. Os pesquisadores dizem que o novo fio vai substituir a necessidade das tradicionais baterias rígidas e pesadas. A bateria têxtil é constituída por pares de fios de aço inoxidável eletrodepositados, com um ânodo de zinco e hidróxido de cátodo, revestidos com um eletrólito à base de gel de polivinil.

Os fios altamente condutores têm um diâmetro e flexibilidade semelhante à de um pedaço de fio de algodão. A nova bateria de fios podem ser tecidas em tecido e usado como uma pulseira ou outro tipo de roupa para alimentar relógios, LEDs, monitores de pulso, e outros produtos eletrônicos pessoais pequenos.

Os pesquisadores, liderados por Chunyi Zhi, Professor de Ciência dos Materiais e Engenharia da Universidade da Cidade de Hong Kong, publicaram um artigo sobre o novo fio da bateria em uma edição recente da ACS Nano .

Até agora tem sido difícil de desenvolver baterias portáteis de alto desempenho devido a uma falta de materiais que são altamente condutores mas fortes e flexíveis para ser tecidos em tecido. Ao abordar estas questões, a nova bateria de fio exibe uma das melhores performances até agora, incluindo um poder de densidade semelhante à de supercapacitores, bem como uma densidade de energia e capacidade semelhante à de baterias convencionais.

Nós utilizamos fios altamente condutores e usáveis para fabricar uma bateria de fio com alto desempenho em termos de capacidade, densidade de energia, densidade de potência e capacidade da taxa”, disse Zhi ao Phys.org. “Os fios são ainda tecidos para alimentar a bateria de uma pulseira e para ligar vários aparelhos eletrônicos pessoais.” Os pesquisadores pretendem fazer baterias têxteis que são laváveis, à prova de água, e durável, a fim de estar mais perto de comercialização. Saiba mais aqui.

Matrix fashion : pesquisadores criam novos fios e adesivos para obter energia do nosso corpo stylo urbano-1

Biocélula usa suor da pele para gerar energia

Este pequeno adesivo, projetado para ser colado sobre a pele, é uma célula a combustível capaz de gerar energia usando como combustível o suor humano.A biocélula gera 10 vezes mais energia por área superficial do que qualquer dispositivo desse tipo já demonstrado.

Isso já é energia suficiente para alimentar uma série de equipamentos eletrônicos de vestir, como monitores de saúde, rádios bluetooth ou pequenas lanternas de LED, para sinalização de ciclistas e corredores à noite, por exemplo. As células de biocombustível são equipadas com uma enzima que oxida o ácido lático presente no suor humano para gerar eletricidade. O anodo e catodo são feitos de nanotubos de carbono dispostos em uma matriz 3D.

Para que a estrutura se torne compatível com a elasticidade da pele humana, esses eletrodos são dispostos em uma matriz de polímero seguindo uma estrutura “ilha e ponte”, em que seções mais densas do material são conectadas a outras por seções mais finas em formato de mola. Metade dos pontos mais densos formam o anodo e a outra metade forma o catodo.

Matrix fashion : pesquisadores criam novos fios e adesivos para obter energia do nosso corpo stylo urbano-2

Célula a biocombustível

Para aumentar a densidade de energia da biocélula, Amay Bandodkar e seus colegas da Universidade da Califórnia em San Diego tiveram que encontrar a combinação exata de materiais nos pontos e nas pontes. Além disso, recobrir a estrutura com uma camada de nanotubos de carbono permitiu carregar cada ponto anódico com mais enzima que reage com o ácido lático e mais óxido de prata nos pontos catódicos e ainda otimizou a taxa de transferência de elétrons.

Como a energia gerada flutua com a quantidade de suor produzida pelo usuário, a biocélula foi conectada a um conversor DC/DC, que equaliza a saída, disponibilizando energia com potência e tensão constantes.

O resultado foi ótimo, mas ainda há desafios a vencer para se chegar a dispositivo prático. Por exemplo, o óxido de prata usado no catodo é sensível à luz, degradando-se com o tempo. Além disso, o ácido lático no suor se dilui ao longo do tempo, o que significa que a biocélula gera uma quantidade decrescente de energia. Em poucos anos, nosso corpo vai se tornar numa grande bateria para alimentar os wearables do futuro e até mesmo nossas roupas inteligentes. Você está pronto para a Matrix Fashion?

Fonte : phys.org e Inovação Tecnológica

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