Figura 1:Ilustración esquemática de una fibra SMF y su salida de voltaje piezoeléctrico y su respuesta a la deformación. Crédito:Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)
Se espera que la electrónica basada en fibra desempeñe un papel vital en la electrónica portátil de próxima generación. Tejido en textiles, pueden proporcionar una mayor durabilidad, comodidad, y multifuncionalidad integrada. Un equipo de KAIST ha desarrollado una fibra multifuncional extensible (SMF) que puede recolectar energía y detectar tensión, que se puede aplicar a futuros dispositivos electrónicos portátiles.
Con dispositivos electrónicos portátiles, La salud y las condiciones físicas pueden evaluarse analizando las señales biológicas del cuerpo humano. como el pulso y los movimientos musculares. Las fibras son muy adecuadas para la electrónica portátil del futuro porque se pueden integrar fácilmente en los textiles, que están diseñados para adaptarse a superficies curvilíneas y cómodos de usar. Es más, sus estructuras de tejido ofrecen un soporte que las hace resistentes a la fatiga. Muchos grupos de investigación han desarrollado sensores de deformación basados en fibras para detectar señales biológicas externas. Sin embargo, sus sensibilidades eran relativamente bajas.
La aplicabilidad de los dispositivos portátiles está actualmente limitada por su fuente de energía, como el tamaño, peso, y la vida útil de la batería reduce su versatilidad. La recolección de energía mecánica del cuerpo humano es una solución prometedora para superar tales limitaciones mediante la utilización de varios tipos de movimientos como la flexión, extensión, y presionando. Sin embargo, previamente reportado, Los recolectores de energía basados en fibras no eran estirables y no podían recolectar completamente la energía mecánica disponible.
El profesor Seungbum Hong y el profesor Steve Park del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales y su equipo fabricaron una fibra estirable utilizando una capa ferroeléctrica compuesta de P (VDF-TrFE) / PDMS intercalada entre electrodos extensibles compuestos de un compuesto de carbono de paredes múltiples. nanotubos (MWCNT) y poli 3, Poliestirenosulfonato de 4-etilendioxitiofeno (PEDOT:PSS).
Figura 2. Fotografías de una fibra multifuncional estirable que se estira al 100%, doblado, y retorcido. Crédito:Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)
Las grietas formadas en la capa MWCNT / PEDOT:PSS ayudan a que la fibra muestre una alta sensibilidad en comparación con los sensores de deformación de fibra informados anteriormente. Es más, la nueva fibra puede recolectar energía mecánica bajo diversos estímulos mecánicos como estiramiento, tapping e inyectar agua en la fibra utilizando el efecto piezoeléctrico de la capa de P (VDF-TrFE) / PDMS.
El profesor Hong dijo:"Esta nueva fibra tiene varias funcionalidades y hace que el dispositivo sea simple y compacto. Es una tecnología central para desarrollar dispositivos portátiles con capacidad de recolección de energía y detección de tensión".
