Los científicos han utilizado un compuesto elaborado a partir de un derivado del almidón y bicarbonato de sodio para ayudar a convertir la energía mecánica en energía eléctrica. El enfoque, desarrollado por científicos del Instituto de Tecnología de Daegu Gyeongbuk (DGIST), con colegas en Corea e India, es rentable y biocompatible, y puede ayudar a cargar dispositivos electrónicos de baja energía como calculadoras y relojes. Los detalles fueron publicados en la revista. Materiales funcionales avanzados .

"Los nanogeneradores triboeléctricos recolectan energía mecánica y la convierten en corriente eléctrica, "explica el ingeniero de robótica de DGIST Hoe Joon Kim." Pero muchos de los materiales utilizados en estos dispositivos se consideran un riesgo biológico y no son adecuados para aplicaciones portátiles. Nuestro nanogenerador triboeléctrico incorpora ciclodextrina, un material verde que se usa ampliamente para la administración de medicamentos en el cuerpo humano, haciéndolo ecológico y libre de peligros ".

La ciclodextrina es un compuesto de polisacárido producido a partir de almidón. Los científicos lo usaron para unir los iones de sodio en lo que se conoce como un marco metal-orgánico (MOF). Los MOF forman materiales porosos ampliamente utilizados en el almacenamiento de gas, catálisis y detección.

Específicamente, Kim y su equipo aplicaron ultrasonido a una mezcla de ciclodextrina y bicarbonato de sodio en agua. Luego agregaron ácido trimésico y aplicaron otra ronda corta de ultrasonido. El proceso ocurre a temperatura ambiente y conduce a la formación de un MOF hecho de iones de sodio unidos entre sí por enlaces ciclodextrina.

El equipo incorporó el MOF en un nanogenerador recubriéndolo sobre un electrodo de cobre, que se asienta sobre una base plástica de tereftalato de polietileno (PET). Frente a la capa de MOF hay una capa de teflón colocada sobre un segundo electrodo de cobre que también está pegado a una lámina de PET. Los dos lados del nanogenerador se abren y cierran en respuesta a los movimientos, como caminar o trotar. Cada vez que el MOF entra en contacto con el teflón, se intercambian electrones y se genera una corriente eléctrica. Este proceso se llama efecto triboeléctrico.

El equipo probó el dispositivo sujetándolo a un zapato, una mochila, y la rodilla y el abdomen de una persona. Descubrieron que podía recolectar energía mecánica al caminar, trotar y agacharse, e incluso de algunos movimientos de yoga típicos. El dispositivo podía manejar dispositivos electrónicos de baja potencia como un reloj de pulsera digital, un hidrómetro y una calculadora.

"Nuestro MOF amplía la lista de materiales triboeléctricos, "dice Kim. Él y su equipo planean continuar buscando materiales biocompatibles que puedan usarse en aplicaciones portátiles. También están trabajando en el desarrollo de supercondensadores que puedan almacenar energía generada por nanogeneradores triboeléctricos". Usando el nanogenerador y el supercondensador juntos, creemos que podemos desarrollar sistemas de energía de próxima generación para dispositivos electrónicos portátiles, biodispositivos y robots, " él dice.