La "Materia Textil Inteligente" Convierte Los Movimientos Del Cuerpo En Una Fuente De Energía

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De acuerdo con un nuevo estudio, se puede producir un tejido diseñado para alimentar dispositivos portátiles mediante la recolección de energía tanto de la luz solar como de los movimientos del cuerpo en una máquina de tejido industrial estándar.

De acuerdo con un nuevo estudio, se puede producir un tejido diseñado para alimentar dispositivos portátiles mediante la recolección de energía tanto de la luz solar como de los movimientos del cuerpo en una máquina de tejido industrial estándar.

Científicos en China y los Estados Unidos han demostrado cómo una pieza del "tejido inteligente" del tamaño de un guante podría alimentar continuamente un reloj electrónico o cargar un teléfono móvil utilizando la luz solar ambiental y suaves movimientos corporales.

El tejido se basa en fibras de polímero livianas y de bajo costo, recubiertas con metales y semiconductores que permiten que el material coseche energía. Estas fibras se entrelazan junto con la lana en un equipo de tejido comercial de alto rendimiento para crear un tejido de solo 0,01 pulgadas (0,32 milímetros) de grosor. [Top 10 inventos que cambiaron el mundo]

"Es altamente deformable, transpirable y adaptable a las curvas de la superficie humana y al movimiento biomecánico", dijo Xing Fan, uno de los inventores de la tela y profesor asociado de ingeniería química en la Universidad de Chongqing en China. "Y este enfoque permite que la energía textil se integre fácilmente con otras fibras funcionales o dispositivos electrónicos para formar un sistema flexible y autoalimentado".

En un artículo publicado en línea el 12 de septiembre en la revista Nature Energy, los investigadores describieron cómo utilizaron un proceso capa por capa similar a los empleados en la industria de los semiconductores. Usando este método, recubrieron fibras de polímero con diversos materiales para crear células solares similares a cables que generan electricidad a partir de la luz solar y también los llamados nanogeneradores triboeléctricos (TENG).

Los TENGs se basan en el efecto triboeléctrico, por el cual ciertos materiales se cargan eléctricamente cuando se frotan contra otro tipo de material. Cuando los materiales están en contacto, los electrones fluyen de uno a otro, pero cuando los materiales están separados, el que recibe los electrones tendrá una carga, dijo Fan.

Si estos dos materiales están conectados por un circuito, una pequeña corriente fluirá para igualar las cargas. Al repetir continuamente el proceso, se puede producir una corriente eléctrica alterna para generar energía, agregó Fan.

Al ajustar los patrones y las configuraciones del textil, los investigadores descubrieron que podían ajustar la potencia de salida y personalizarla para aplicaciones específicas alineando los TENG con la dirección de los movimientos del cuerpo para que puedan capturar la mayor cantidad de energía posible, o utilizando diferentes Patrones para ambientes con mucha luz y con poca luz.

"Esto es muy importante. Las diferentes aplicaciones tienen diferentes requisitos. Por ejemplo, el requisito de voltaje de un teléfono celular es diferente al de un reloj electrónico", dijo Fan a WordsSideKick.com. "Además, las personas que caminan entre edificios en Londres pueden tener menos luz solar que las que corren en la playa en California". [Galería: 'Textiles inteligentes' futuristas fusionan la moda con la tecnología]

El equipo aún tiene que realizar pruebas de durabilidad a largo plazo, pero después de 500 ciclos de flexión, no hubo una caída en el rendimiento, dijo Fan. Sin embargo, el estudio observó que la producción eléctrica de TENG disminuyó gradualmente a 73.5 por ciento de su rendimiento original cuando la humedad relativa se incrementó de 10 por ciento a 90 por ciento.

Aún así, el rendimiento total de la tela se puede recuperar si el dispositivo se seca, dijo Fan. Añadió que encapsular el material textil en un material inerte utilizando un proceso de envoltura térmica común debería contrarrestar el problema.

Juan Hinestroza, profesor asociado de ciencia de la fibra en la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, que no participó en la investigación, dijo que combinar dos fuentes de energía eléctrica en un solo dispositivo fue impresionante. Pero aún más emocionante fue el uso por parte de los investigadores de técnicas textiles tradicionales para fabricar el dispositivo, dijo.

"Creo que esta es una prueba de concepto fantástica que podría eventualmente escalarse a otras formas de producción en masa para superficies textiles", dijo a WordsSideKick.com. "Este asombroso enfoque de sistema adoptado por el equipo de investigación valida mi creencia personal de que todo puede ser textil y que eventualmente todo se convertirá en un sistema textil, desde estructuras de aviones a base de fibra y módulos inflables de estaciones espaciales hasta generadores de energía portátiles como el que se describe en este articulo."

Además de los dispositivos portátiles, el material podría usarse para crear estructuras generadoras de energía más grandes, como cortinas o carpas, dijeron los investigadores. El proceso de fabricación también debe permitir que los materiales generadores de energía se combinen con otros dispositivos funcionales basados ​​en fibra, como sensores, agregó Fan.

A continuación, los investigadores planean centrarse en mejorar la eficiencia, la durabilidad y la administración de la energía de los textiles, al tiempo que optimizan los procesos de tejido y encapsulación para permitir la producción a escala industrial, dijeron.

Artículo original en WordsSideKick.com.


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