La fila superior muestra esquemas del generador de compuesto elástico hiperestirable (SEG) habilitado por electrodos extensibles basados en nanocables de plata muy largos. La fila inferior muestra el recolector de energía SEG estirado por manos humanas con una tensión del 200%. Crédito:KAIST
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Keon Jae Lee del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) ha desarrollado un dispositivo de recolección de energía de compuesto elástico hiperestirable llamado nanogenerador.
La electrónica flexible ha entrado en el mercado y está permitiendo nuevas tecnologías como pantallas flexibles en teléfonos móviles, electrónica portátil, e Internet de las cosas (IoT). Sin embargo, ¿Es el grado de flexibilidad suficiente para la mayoría de las aplicaciones? Para muchos dispositivos flexibles, la elasticidad es un tema muy importante. Por ejemplo, Los dispositivos portátiles / biomédicos y las pieles electrónicas (pieles electrónicas) deben estirarse para adaptarse a superficies curvadas arbitrariamente y partes del cuerpo en movimiento, como articulaciones, diafragmas, y tendones. Deben ser capaces de soportar las tensiones mecánicas repetidas y prolongadas del estiramiento. En particular, el desarrollo de dispositivos de energía elástica se considera fundamental para establecer fuentes de alimentación en aplicaciones extensibles. Aunque varios investigadores han explorado diversos componentes electrónicos extensibles, debido a la ausencia de las estructuras adecuadas del dispositivo y, en consecuencia, de los electrodos, Los investigadores no han desarrollado correctamente dispositivos de conversión de energía ultraestirables y totalmente reversibles.
Recientemente, Investigadores de KAIST y la Universidad Nacional de Seúl (SNU) han colaborado y demostrado una metodología fácil para obtener un generador de compuesto elástico (SEG) de alto rendimiento e hiperestiramiento utilizando electrodos extensibles basados en nanocables de plata muy largos. Su generador piezoeléctrico extensible puede recolectar energía mecánica para producir una salida de alta potencia (~ 4 V) con gran elasticidad (~ 250%) y excelente durabilidad (más de 104 ciclos). Estos notables resultados se lograron gracias a la capacidad de relajación de la tensión no destructiva de los electrodos exclusivos, así como a la buena piezoelectricidad de los componentes del dispositivo. El nuevo SEG se puede aplicar a una amplia variedad de recolectores de energía portátiles para transducir la energía de estiramiento biomecánico del cuerpo (o máquinas) a energía eléctrica.
El profesor Lee dijo:"Este emocionante enfoque introduce un generador piezoeléctrico ultraestirable. Puede abrir vías para fuentes de alimentación en aplicaciones biomédicas y portátiles universales, así como electrónica ultraestirable autoamplificada".
Este resultado se publicó en línea en la edición de marzo de Materiales avanzados , que se titula "Un recolector de energía de compuesto elástico hiperestirable".