Super-micro, sensores y dispositivos de baja potencia que pueden enviar y recibir señales e información en cualquier momento, en cualquier lugar se convertirá en una parte integral de la vida de las personas en un mundo hiperconectado impulsado por Internet de las cosas (IoT). Un tema importante es el suministro continuo de electricidad a los innumerables dispositivos electrónicos conectados al sistema. Esto se debe a que es difícil reducir el tamaño y el peso de la batería utilizando la forma convencional de cargarla y cambiarla.

Una posible solución a este problema es el despliegue de generadores triboeléctricos. Estos generan energía de manera semipermanente al inducir triboelectricidad por contacto entre diferentes materiales, al igual que se produce la electricidad estática.

Un equipo de investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST) dirigido por el Dr. Seoung-Ki Lee ha desarrollado un sensor táctil que mejora la eficiencia de triboelectrificación en más del 40% a través del disulfuro de molibdeno estructurado arrugado. Este avance es el resultado de una colaboración con Chang-Kyu Jeong, profesor de ingeniería de materiales avanzada en la Universidad Nacional JeonBuk.

Los generadores triboeléctricos generales no podrían usarse para dispositivos electrónicos portátiles, ya que tendrían que ser excesivamente grandes y pesados ​​para aumentar su capacidad de generar suficiente electricidad. Actualmente existen estudios en curso que involucran la aplicación de un material semiconductor bidimensional que es atómicamente delgado y tiene excelentes propiedades físicas como capa activa en la generación de triboelectricidad.

La intensidad de la triboelectricidad generada varía según el tipo de dos materiales que entran en contacto. En estudios anteriores con materiales bidimensionales, la transferencia de cargas eléctricas con el material aislante no se produjo sin problemas, reduciendo sustancialmente la producción de energía producida por triboelectricidad.

En el estudio actual, el equipo de investigación conjunto ajustó las propiedades del disulfuro de molibdeno (MoS ₂ ), un semiconductor bidimensional, y cambió su estructura para impulsar la eficiencia de generación de triboelectricidad. El material se arrugó durante un fuerte proceso de tratamiento térmico que se aplica en un proceso de fabricación de semiconductores. lo que resultó en un material con arrugas al que se le ha aplicado tensión interna. Estas arrugas aumentan el área de contacto por unidad de área, y el MoS de superficie arrugada resultante ₂ El dispositivo puede generar alrededor de un 40% más de energía que una contraparte plana. Adicionalmente, la salida de triboelectricidad se mantuvo en niveles estables en un experimento cíclico incluso después de 10, 000 repeticiones.

Al aplicar el material bidimensional arrugado a un sensor táctil como los que se utilizan en los paneles táctiles o las pantallas táctiles, el equipo de investigación conjunto ideó un sensor táctil autoalimentado ligero y flexible que se puede operar sin batería. Este tipo de sensor táctil con alta eficiencia de generación de energía es sensible a la estimulación y puede reconocer señales táctiles incluso con un bajo nivel de fuerza. sin energía eléctrica.

El Dr. Seoung-Ki Lee de KIST dijo:"El control de la tensión interna del material semiconductor es una técnica útil en la industria de los semiconductores, pero esta fue la primera vez que se implementó una técnica de síntesis de material que involucra la síntesis de un material semiconductor bidimensional y la aplicación de tensión interna al mismo tiempo ... Presenta una manera de aumentar la eficiencia de generación de triboelectricidad al combinar el material con un polímero, y servirá como catalizador para el desarrollo de materiales funcionales de próxima generación basados ​​en sustancias bidimensionales ".