(Noticias de Nanowerk) Los dispositivos electrónicos portátiles, desde rastreadores de salud y estado físico hasta auriculares de realidad virtual, son parte de nuestra vida cotidiana. Sin embargo, encontrar formas de alimentar continuamente estos dispositivos es un desafío.
Investigadores de la Universidad de Washington han desarrollado una solución innovadora: el primer dispositivo termoeléctrico portátil y flexible de su tipo que convierte el calor corporal en electricidad. Este dispositivo es suave y elástico, pero resistente y eficiente, características que pueden ser difíciles de combinar.
El equipo publicó estos resultados en Materiales energéticos avanzados («Impresión de compuestos líquidos de metal y elastómero para generadores termoeléctricos estirables de alto rendimiento»).
“Es una ganancia del 100 % cuando recuperamos la energía térmica que, de otro modo, se desperdiciaría en el medio ambiente. Dado que queremos utilizar esta energía para la electrónica autosuficiente, se requiere una mayor densidad de potencia”, dijo Mohammad Malakooti, profesor asistente de Ingeniería Mecánica de la UW. «Utilizamos la fabricación aditiva para crear productos electrónicos estirables, aumentar su eficiencia y permitir su integración perfecta en los dispositivos portátiles, al mismo tiempo que respondemos preguntas fundamentales de investigación».
Incluso después de más de 15 000 ciclos de tensión al 30 % de tensión, el dispositivo prototipo de los investigadores sigue siendo totalmente funcional, una propiedad muy deseable para la electrónica portátil y la robótica blanda. El dispositivo también muestra una densidad de potencia 6,5 veces mayor en comparación con los generadores termoeléctricos extensibles anteriores.
Para crear estos dispositivos flexibles, los investigadores imprimieron compuestos en 3D con propiedades estructurales y funcionales diseñadas en cada capa. El material de relleno contenía aleaciones de metales líquidos que garantizan una alta conductividad eléctrica y térmica. Estas aleaciones abordan las limitaciones de los dispositivos anteriores, incluida la incapacidad de estirarse, la transferencia de calor ineficiente y un proceso de fabricación complejo.
El equipo también incrustó microesferas huecas para conducir calor a los semiconductores en la capa central y reducir el peso del dispositivo.
Los investigadores demostraron que podían imprimir estos dispositivos en telas elásticas y superficies curvas, lo que sugiere que los futuros dispositivos podrían aplicarse a la ropa y otros artículos. El equipo está entusiasmado con las posibilidades futuras y las aplicaciones del mundo real de la electrónica portátil.
«Un aspecto único de nuestra investigación es que abarca todo el espectro, desde la síntesis de materiales hasta la fabricación y caracterización de dispositivos», dijo Malakooti, quien también es investigador en el Instituto de Sistemas de Nanoingeniería de la UW. «Esto nos da la libertad de diseñar nuevos materiales, diseñar cada paso del proceso y ser creativos».
