Un transparente, nanogenerador triboeléctrico extensible (TENG) con un área de hasta 12 cm x 12 cm y una potencia de salida de 8 vatios por metro cuadrado, ha sido realizado por investigadores de la Universidad de Nagoya utilizando una película delgada de nanotubos de carbono (película CNT) como uno de los electrodos de TENG. La película de CNT se formó utilizando un método de recubrimiento por pulverización simple, rentable y escalable, y aplicado, como prueba de concepto, a láminas de comunicación inalámbrica óptica autoamplificadas y guantes que también alimentan LED azules. El trabajo fue reportado en la revista. Nano energía .

Dispositivos portátiles, como relojes inteligentes y rastreadores de actividad, tienen numerosas funciones útiles, incluida la visualización de información y la detección de información biológica. Ya se están utilizando más de 500 millones en todo el mundo, en una amplia gama de aplicaciones como deportes, cuidado de la salud, y el Internet de las cosas (IoT) humano, y esto aumentará drásticamente cuando la revolución de las telecomunicaciones 5G florezca por completo. En la actualidad, casi todos estos dispositivos funcionan con baterías recargables, que son relativamente voluminosos y requieren bastante tiempo para recargarse. Es más, las baterías de iones de litio de uso común también enfrentan problemas ambientales. ¿Y si la fuente de energía de los dispositivos portátiles no fuera una batería? sino un material estirable que sigue el movimiento del cuerpo, y es pequeño y liviano para la comodidad del usuario? Las tecnologías de recolección de energía que convierten pequeñas cantidades de energía ambiental en energía eléctrica pueden proporcionar una alternativa a las baterías para alimentar dispositivos portátiles.

Comprensiblemente, Los dispositivos electrónicos extensibles han atraído mucha investigación y atención comercial recientemente. Los recolectores de energía portátiles no solo deben ser flexibles sino también estirables para seguir el movimiento corporal tridimensional del cuerpo. Es más, deben entregar suficiente energía para manejar una variedad de dispositivos electrónicos. Sin embargo, la potencia de salida de las cosechadoras en la actualidad no es suficiente para hacer práctica la generación triboeléctrica extensible.

Un equipo de investigación de la Universidad de Nagoya ha superado el problema de la capacidad de estiramiento y la baja potencia de salida. Como primer autor, Profesor asistente Masahiro Matsunaga, del Instituto de Materiales y Sistemas para la Sostenibilidad de la Universidad de Nagoya, explica, "Hemos realizado un nanogenerador triboeléctrico transparente y estirable (TENG) que puede seguir los movimientos humanos mediante el uso de una película delgada de nanotubos de carbono (película CNT) como electrodo para el TENG. El TENG fabricado tiene una estructura simple:una película CNT está intercalada en el interior un elastómero de polidimetilsiloxano (PDMS). Tiene una transparencia de más del 90% ".

Cuando se toca la superficie del TENG, el TENG convierte la energía mecánica en electricidad mediante un proceso llamado "electrificación por contacto" e inducción electrostática. La película de CNT se fabrica mediante un sencillo método de recubrimiento por pulverización, que es rentable y escalable. El equipo de investigación de la Universidad de Nagoya puede fabricar un TENG grande con un área de hasta 12 cm x 12 cm. Es más, utilizando un tratamiento de plasma durante la fabricación, el actual, La densidad de salida de potencia obtenida del TENG es de hasta 8 vatios por metro cuadrado.

Como prueba de concepto, el equipo de la Universidad de Nagoya demostró la utilidad del nuevo TENG aplicándolo para hacer hojas de comunicación inalámbrica óptica autoamplificadas, y guantes donde se incrustaron diodos emisores de luz (LED) azules en el TENG y se conectaron con películas de CNT.

El profesor Matsunaga explica además:"Para las hojas de comunicación, formamos tres electrodos y cables separados con los LED de diferentes colores en la hoja. La hoja puede enviar varias señales ópticas según el tipo de toque:toque o deslice ".

"Para hacer el guante, adjuntamos el TENG en la palma, y usó un cable CNT para conectarlo a los LED azules incrustados en el dorso de la mano. El guante puede impulsar los LED con palmas. El guante se puede poner y quitar sin dañar la funcionalidad debido a la capacidad de estiramiento y durabilidad de las películas CNT ".

La nueva técnica para generar una potencia de salida relativamente alta, Los generadores de energía estirables y flexibles podrían ser el primer paso para disminuir nuestra dependencia de baterías recargables para dispositivos portátiles.