Imágenes SEM de la superficie superhidrofóbica Crédito: Comunicaciones de la naturaleza
Los ingenieros de la Universidad de California en San Diego han desarrollado una superficie superhidrofóbica que se puede utilizar para generar voltaje eléctrico. Cuando el agua salada fluye sobre esta superficie especialmente modelada, puede producir al menos 50 milivoltios. El trabajo de prueba de concepto podría conducir al desarrollo de nuevas fuentes de energía para plataformas de laboratorio en un chip y otros dispositivos de microfluidos. Algún día podría extenderse a los métodos de recolección de energía en plantas desalinizadoras de agua, dijeron los investigadores.
Un equipo de investigadores dirigido por Prab Bandaru, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego, y el primer autor Bei Fan, estudiante de posgrado en el grupo de investigación de Bandaru, publicó su trabajo en la edición del 3 de octubre de Comunicaciones de la naturaleza .
La idea principal detrás de este trabajo es crear voltaje eléctrico moviendo iones sobre una superficie cargada. Y cuanto más rápido puedas mover estos iones, cuanto más voltaje puedas generar, explicó Bandaru.
El equipo de Bandaru creó una superficie tan hidrófoba que permite que el agua (y los iones que transporta) fluya más rápido al pasar. La superficie también tiene una carga negativa, por lo que un flujo rápido de iones positivos en agua salada con respecto a esta superficie cargada negativamente da como resultado una diferencia de potencial eléctrico, creando un voltaje eléctrico.
"La fricción reducida de esta superficie, así como las consiguientes interacciones eléctricas, ayudan a obtener un voltaje eléctrico significativamente mejorado, "dijo Bandaru.
La superficie se hizo grabando pequeñas crestas en un sustrato de silicona y luego llenándolas con aceite (como el aceite de motor sintético utilizado para la lubricación). En pruebas, El agua salada diluida se transportó mediante una bomba de jeringa sobre la superficie en un canal de microfluidos, y luego se midió el voltaje en los extremos del canal.
Crédito de instalación experimental: Comunicaciones de la naturaleza
Ha habido informes anteriores sobre superhidrofóbicos, o las denominadas superficies de "hoja de loto" diseñadas para acelerar el flujo de fluido en la superficie. Sin embargo, estas superficies han sido modeladas hasta ahora con pequeñas bolsas de aire, y dado que el aire no retiene la carga, el resultado es una diferencia de potencial eléctrico menor y, por lo tanto, un voltaje menor. Al reemplazar el aire con un líquido como el aceite sintético, que retiene la carga y no se mezcla con el agua salada, Bandaru y Fan crearon una superficie que produce al menos un 50 por ciento más de voltaje eléctrico que los diseños anteriores. Según Bandaru, También se pueden obtener voltajes más altos a través de velocidades de líquido más rápidas y canales más estrechos y más largos.
Avanzando el equipo está trabajando en la creación de canales con estas superficies estampadas que pueden producir más energía eléctrica.
