nanogenerador 3d que funciona con humedad
Hasta ahora, el sudor y el vapor del aire eran un problema para generar energía porque la humedad disipa la carga eléctrica en segundos.
Un equipo australiano ha creado un nanogenerador impreso en 3D con una resina fotosensible que, al contrario, necesita la humedad para funcionar.
La resina contiene monómeros acrílicos con grupos carboxilo, hidroxilo y amida, y un 5 % de Metacrilato de Sulfobetaina (SBMA) que atrapa el agua en una red molecular densa, evitando que forme una película conductora.
Cuando la humedad relativa alcanza el 90 %, el dispositivo genera 45,6 µA y 802 V, logrando una densidad de potencia de 48,4 W/m², el doble de los registros anteriores.
Gracias a su alta resolución (hasta 80 µm), se han fabricado estructuras como plantillas que detectan pasos, un dedal que envía código Morse y, lo más sorprendente, un sistema de comunicación por backscatter que alimenta implantes sin baterías.
- recargar marcapasos con movimiento y humedad
- comunicaciones inalámbricas a través de la piel
- sensores flexibles para ropa deportiva
el truco de la resina que ama la humedad
La clave está en una red de polímeros que captura el agua mediante enlaces de hidrógeno. El 5 % de SBMA crea cargas positivas y negativas en la misma molécula, fijando el agua en posiciones estáticas.
Al quedar el agua atrapada, la polarización del material aumenta y la carga eléctrica se mantiene, en lugar de disiparse.
cómo la humedad impulsa una corriente de 800 v
Con una humedad relativa del 90 %, el nanogenerador alcanza 802 V y 45,6 µA, lo que equivale a una densidad de potencia de 48,4 W/m². Estos valores duplican los de cualquier dispositivo flexible previo bajo condiciones húmedas.
El diseño es 100 % imprimible y no necesita rellenos inorgánicos, lo que simplifica su fabricación a gran escala.
de la piel al implante: energía sin baterías
Los investigadores conectaron el generador a un sistema de backscatter que rectifica la corriente y la almacena en condensadores para alimentar un lector de radiofrecuencia.
La señal se transmitió a través de una capa de piel de cerdo, simulando tejido humano, y el receptor obtuvo entre 11 y 17 mW, suficiente para recargar dispositivos médicos como marcapasos.