Los dispositivos electrónicos portátiles pueden ser alimentados perpetuamente por elásticos, materiales auto-reparables que utilizan el calor corporal para generar electricidad. Se han combinado tres compuestos orgánicos cuidadosamente seleccionados para desarrollar un prototipo de material termoeléctrico que es elástico y autocurativo. puede generar su propia electricidad, y es lo suficientemente robusto para soportar el estrés y las tensiones de la vida diaria.

Los sensores que se colocan en la piel o como implantes son una forma cada vez más popular de recopilar datos biológicos para fines personales y médicos. Pueden monitorear valiosos marcadores de la salud humana, como la frecuencia cardíaca, presión arterial, actividad cerebral, movimiento muscular, calorías quemadas y liberación de ciertos químicos. El objetivo final son las tecnologías portátiles autoamplificadas, pero estos requerirán una fuente de electricidad confiable y duradera.

Los materiales termoeléctricos utilizan gradientes de temperatura para generar electricidad. Tienen el potencial de impulsar tecnologías portátiles utilizando calor corporal, eliminando la necesidad de baterías, pero los materiales actuales carecen de flexibilidad, fuerza y ​​resistencia para evitar daños permanentes.

Un equipo dirigido por Derya Baran y Seyoung Kee en KAUST ha mezclado el polímero termoeléctrico altamente conductor PETOT:PSS (poly (3, 4-etilendioxitiofeno) dopado con sulfonato de poliestireno), con dimetilsulfóxido, un compuesto orgánico que mejora el rendimiento de PETOT:PSS, y Triton X-100, un pegajoso agente similar a un gel que estimula la unión de hidrógeno con PETOT:PSS. "Este ingrediente final fue esencial para proporcionar las propiedades elásticas y autocurativas que necesitábamos, "dice Kee.

Los investigadores utilizaron una impresora 3-D para depositar su mezcla en capas gruesas y luego probaron el rendimiento termoeléctrico de estas películas bajo presión. Primero, encontraron que una diferencia de temperatura de 32 grados Celsius entre los dos lados de la película generaba una potencia máxima de 12,2 nanovatios.

Luego, el equipo probó el comportamiento de autocuración de las películas cortándolas por la mitad con una cuchilla de afeitar mientras encendían una luz LED. "Asombrosamente, la luz no se apagó durante o después del corte, "dice Kee". Repetí el corte diez veces, pero siguió recuperándose en menos de un segundo y retuvo el 85 por ciento de su producción de energía ". Además, cuando estiraron la película alrededor de un tercio más que su tamaño original, todavía proporcionaba una fuente de alimentación estable.

"Los dispositivos electrónicos portátiles están sometidos a una tensión continua, y su fuente de alimentación es propensa a romperse, "dice Kee." Nuestro material puede proporcionar energía constante y confiable porque se puede deformar, estirarse, y más importante, curarse a sí mismo ".

Doce nanovatios no es suficiente para alimentar muchos dispositivos, excepto quizás biosensores y transmisores altamente eficientes, pero es un comienzo prometedor. "Hemos demostrado que estos materiales se pueden fabricar fácilmente mediante la impresión 3D, que es una tecnología muy popular y práctica ", dice Kee. A continuación, debemos encontrar materiales con propiedades termoeléctricas aún mejores para que podamos generar mayor energía en un futuro cercano ".