Para que avance la tecnología portátil emergente, necesita fuentes de energía mejoradas. Ahora, los investigadores de la Universidad Estatal de Michigan han proporcionado una solución potencial a través de bosques de nanotubos de carbono arrugados, o bosques CNT.

Changyong Cao, director del Laboratorio de Máquinas Blandas y Electrónica de MSU, dirigió un equipo de científicos en la creación de supercondensadores altamente extensibles para alimentar dispositivos electrónicos portátiles. El supercondensador recientemente desarrollado ha demostrado un rendimiento y una estabilidad sólidos, incluso cuando se estira al 800% de su tamaño original durante miles de ciclos de estiramiento / relajación.

Los resultados del equipo, publicado en la revista Materiales energéticos avanzados , puede estimular el desarrollo de nuevos sistemas electrónicos de energía extensible, dispositivos biomédicos implantables, así como sistemas de embalaje inteligentes.

"La clave del éxito es el enfoque innovador de arrugar matrices CNT alineadas verticalmente, o bosques CNT, "dijo Cao, Profesor asistente de la Escuela de Packaging de MSU. "En lugar de tener una película delgada y plana estrictamente restringida durante la fabricación, Nuestro diseño permite que el bosque CNT interconectado tridimensionalmente mantenga una buena conductividad eléctrica, haciéndolo mucho más eficiente, confiable y robusto ".

La mayoría de la gente conoce la tecnología portátil en su forma básica como iWatches que se comunican con los teléfonos inteligentes. En este ejemplo, son dos piezas de tecnología que necesitan baterías. Ahora imagine parches de piel inteligente para víctimas de quemaduras que puedan monitorear la curación mientras se energizan ellos mismos; ese es el futuro que la invención de Cao puede crear.

En el campo de la medicina, Se están desarrollando dispositivos electrónicos estirables / portátiles que son capaces de contorsiones extremas y pueden adaptarse a complicados, superficies desiguales. En el futuro, estas innovaciones podrían integrarse en tejidos y órganos biológicos para detectar enfermedades, monitorear la mejora e incluso comunicarse con los médicos.

El irritante problema sin embargo, ha sido una fuente de energía portátil complementaria, una que dura y es duradera. ¿Por qué desarrollar parches nuevos y geniales si tienen que funcionar con paquetes de baterías voluminosos que se calientan y requieren recarga? (Eso es extremo, Pero se entiende la idea.)

El descubrimiento de Cao es el primero en utilizar CNT de pie arrugado para aplicaciones de almacenamiento de energía extensible, que crecen como árboles con sus copas enredadas en barquillos. Este bosque sin embargo, tiene solo 10-30 micrómetros de altura. Después de transferido y arrugado, el bosque de CNT forma impresionantes patrones extensibles, como una manta. El bosque CNT interconectado en 3-D tiene una superficie más grande y puede modificarse fácilmente con nanopartículas o adaptarse a otros diseños.

"Es más robusto; es realmente un gran avance en el diseño, "dijo Cao, quien también es profesor asistente en ingeniería mecánica e ingeniería eléctrica e informática. "Incluso cuando se estira hasta un 300% en cada dirección, todavía conduce de manera eficiente. Otros diseños pierden eficiencia, por lo general, se pueden estirar en una sola dirección o fallar por completo cuando se estiran a niveles mucho más bajos ".

En términos de su capacidad para recolectar y almacenar energía, Los nanobosques arrugados de Cao superaron a la mayoría de los otros supercondensadores basados ​​en CNT que se sabe que existen. Aunque la tecnología de alto rendimiento puede soportar miles de ciclos de estiramiento / relajación, todavía hay margen de mejora.

Las nanopartículas de óxido de metal se pueden impregnar fácilmente en los NTC arrugados, de modo que la eficiencia de la invención mejora mucho más. El enfoque recién inventado debería impulsar el avance de los sistemas electrónicos extensibles autoamplificados, Añadió Cao.