(Phys.org) —Un equipo de ingenieros de varias universidades ha desarrollado lo que podría ser una solución prometedora para cargar baterías de teléfonos inteligentes sobre la marcha, sin la necesidad de un cable eléctrico.

Incorporado directamente en la carcasa de un teléfono celular, El nanogenerador del equipo podría recolectar y convertir la energía de vibración de una superficie, como el asiento del pasajero de un vehículo en movimiento, en potencia para el teléfono. "Creemos que este desarrollo podría ser una nueva solución para crear dispositivos electrónicos personales autocargados, "dice Xudong Wang, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de Wisconsin-Madison.

Wang, su Ph.D. el estudiante Yanchao Mao y colaboradores de la Universidad Sun Yat-sen en China, y la Universidad de Minnesota Duluth describieron su dispositivo, un nanogenerador piezoeléctrico mesoporoso, en el 27 de enero, 2014, número de la revista Materiales energéticos avanzados .

El nanogenerador aprovecha un material polimérico piezoeléctrico común llamado fluoruro de polivinilideno, o PVDF. Los materiales piezoeléctricos pueden generar electricidad a partir de una fuerza mecánica; en cambio, también pueden generar una tensión mecánica a partir de un campo eléctrico aplicado.

En lugar de depender de una tensión o un campo eléctrico, los investigadores incorporaron nanopartículas de óxido de zinc en una película delgada de PVDF para desencadenar la formación de la fase piezoeléctrica que le permite recolectar energía de vibración. Luego, grabaron las nanopartículas de la película; los poros interconectados resultantes, llamados "mesoporos" debido a su tamaño, hacen que el material, por lo demás rígido, se comporte como una esponja.

Ese material similar a una esponja es clave para recolectar energía vibratoria. "Cuanto más suave es el material, cuanto más sensible es a las pequeñas vibraciones, "dice Wang.

El nanogenerador en sí incluye láminas delgadas de electrodos en la parte frontal y posterior de la película de polímero mesoporoso, y los investigadores pueden adjuntar este suave, película flexible perfectamente plana, superficies rugosas o con curvas, incluida la piel humana. En el caso de un teléfono celular, utiliza el propio peso del teléfono para mejorar su desplazamiento y amplificar su salida eléctrica.

El nanogenerador podría convertirse en una parte integrada de un dispositivo electrónico, por ejemplo, como su panel posterior o carcasa, y automáticamente recolecta energía de las vibraciones ambientales para alimentar el dispositivo directamente.

Wang dice que la simplicidad del proceso de diseño y fabricación de su equipo podría escalar bien a entornos de fabricación más grandes. "Podemos crear propiedades mecánicas ajustables en la película, ", dice." Y también es importante el diseño del dispositivo. Porque podemos darnos cuenta de esta estructura, podrían ser posibles fundas para teléfonos o sistemas de sensores autoamplificados ".