El nuevo material podría usarse para desarrollar dispositivos que conviertan la presión arterial en una fuente de energía para marcapasos. Crédito:Imagen de marcapasos de Lucien Monfils, con licencia de Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported, 2.5 Genérico, Licencia genérica 2.0 y genérica 1.0.
Un nuevo tipo de ultraeficiente, El material nano-delgado podría hacer avanzar la electrónica autoalimentada, tecnologías portátiles e incluso entregan marcapasos que funcionan con latidos del corazón.
El material piezoeléctrico flexible e imprimible, que puede convertir la presión mecánica en energía eléctrica, ha sido desarrollado por un equipo de investigación australiano dirigido por la Universidad RMIT.
Es 100, 000 veces más delgado que un cabello humano y un 800% más eficiente que otros piezoeléctricos basados en materiales no tóxicos similares.
En tono rimbombante, los investigadores dicen que se puede fabricar fácilmente a través de un método rentable y comercialmente escalable, utilizando metales líquidos.
El investigador principal, el Dr. Nasir Mahmood, dijo que el material, detallado en un nuevo Materiales hoy estudio, fue un gran paso hacia la realización de todo el potencial de dispositivos de captación de energía.
"Hasta ahora, los piezoeléctricos nanodelgados de mejor rendimiento se han basado en plomo, un material tóxico que no es apto para uso biomédico, "Mahmood, becario de investigación del vicerrector en RMIT, dijo.
"Nuestro nuevo material se basa en óxido de zinc no tóxico, que también es ligero y compatible con silicona, facilitando su integración en la electrónica actual.
"Es tan eficiente que todo lo que necesita es una sola capa de 1,1 nanómetros de nuestro material para producir toda la energía necesaria para un nanodispositivo totalmente autoalimentado".
Las posibles aplicaciones biomédicas del material incluyen biosensores internos y biotecnologías autoalimentadas, como dispositivos que convierten la presión arterial en una fuente de energía para marcapasos.
Imagen ampliada que muestra láminas nanodelgadas del nuevo tipo de ultraeficiente, material piezoeléctrico flexible e imprimible. Crédito:Universidad RMIT
Los piezoeléctricos nanodelgados también podrían usarse en el desarrollo de sensores de oscilación inteligentes para detectar fallas en infraestructura como edificios y puentes. especialmente en regiones propensas a terremotos.
Entre los ejemplos de tecnologías de recolección de energía que podrían entregarse integrando el nuevo material se incluyen zapatos para correr inteligentes para cargar teléfonos móviles y senderos inteligentes que aprovechan la energía de los pasos.
Nanogenerador flexible:cómo se fabrica el material
El nuevo material se produce utilizando un enfoque de impresión de metal líquido, pionera en RMIT.
El óxido de zinc se calienta primero hasta que se vuelve líquido. Este metal líquido una vez expuesto al oxígeno, forma una capa nano-fina en la parte superior, como la piel de la leche caliente cuando se enfría.
Luego, el metal se enrolla sobre una superficie, para imprimir láminas nanodelgadas de la 'piel' de óxido de zinc.
La técnica innovadora puede producir rápidamente láminas del material a gran escala y es compatible con cualquier proceso de fabricación. incluido el procesamiento de rollo a rollo (R2R).
Los investigadores ahora están trabajando en detectores ultrasónicos para su uso en el monitoreo de infraestructura y defensa, así como investigar el desarrollo de nanogeneradores para la captación de energía mecánica.
"Estamos ansiosos por explorar oportunidades de colaboración comercial y trabajar con industrias relevantes para llevar al mercado los futuros nanodispositivos de generación de energía, "Mahmood dijo.
