Muy pronto una serie de súper-micro sensores y dispositivos, de baja potencia, que pueden enviar y recibir señales e información en cualquier momento y en cualquier lugar se convertirán en una parte integral de la vida de las personas en un mundo híper-conectado impulsado por la Internet de las Cosas (IO).
La cuestión es cómo suministrar continuamente electricidad a los incontables dispositivos electrónicos conectados al sistema.
Esto se debe a que es difícil reducir el tamaño y el peso de la batería usando la forma convencional de cargarla y cambiarla.
Se cree que el generador triboeléctrico podría proporcionar una solución fundamental a este problema.
Genera energía de forma semipermanente induciendo triboelectricidad a partir del contacto entre diferentes materiales, de la misma forma que se produce electricidad estática en la vida cotidiana.
El Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST) anunció que un equipo de investigadores dirigido por el Dr. Seoung-Ki Lee en el Centro de Investigación de Materiales Compuestos Funcionales desarrolló un sensor táctil que mejora la eficiencia de la triboelectrificación en más de un 40% mediante un estudio conjunto con Chang-Kyu Jeong, Profesor de Ingeniería de Materiales Avanzados de la Universidad Nacional de JeonBuk.
Los generadores triboeléctricos normales no se podrían aplicar a los dispositivos electrónicos que se pueden llevar puestos, ya que se volverían excesivamente grandes y pesados si se aumentara su capacidad de generar suficiente electricidad.
Para encontrar una solución, se están llevando a cabo estudios que implican la aplicación de un material semiconductor bidimensional atómicamente delgado y que tiene excelentes propiedades físicas como capa activa en la generación de triboelectricidad.
La intensidad de la triboelectricidad generada varía según el tipo de los dos materiales que entren en contacto.
En el caso de los materiales bidimensionales utilizados en el pasado, la transferencia de cargas eléctricas con el material aislante no se producía sin problemas, por lo que se reducía sustancialmente la producción de energía producida a partir de la triboelectricidad.
El equipo de investigación conjunta formado por el KIST y la Universidad Nacional de Jeonbuk ajustó las propiedades del disulfuro de molibdeno (MoS2), un semiconductor bidimensional, y cambió su estructura para aumentar la eficiencia de la generación de triboelectricidad.
El material se arrugó durante un fuerte proceso de tratamiento térmico que se aplica en un proceso de fabricación de semiconductores, y esto dio como resultado un material con arrugas al que se le ha aplicado tensión interna.
Debido a las arrugas, que ayudan a aumentar el área de contacto por unidad de superficie, el dispositivo puede generar alrededor de un 40% más de energía que un homólogo plano.
No solo eso, la salida de triboelectricidad se mantuvo a niveles constantes en un experimento cíclico incluso después de 10.000 repeticiones.
Aplicando el material bidimensional arrugado a un sensor táctil que puede ser usado en un panel táctil o en una pantalla táctil, el equipo de investigación conjunta llegó a un sensor táctil autoalimentado ligero y flexible que puede ser operado sin necesidad de una batería.
Este tipo de sensor táctil con alta eficiencia de generación de energía es sensible a la estimulación y puede reconocer las señales táctiles incluso bajo un pequeño nivel de fuerza, sin necesidad de energía eléctrica.
El Dr. Seoung-Ki Lee, del 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 aplicó una técnica de síntesis de material que incluía la síntesis de un material semiconductor bidimensional y la aplicación de tensión interna al mismo tiempo.
Presenta una forma de aumentar la eficiencia de generación de triboelectricidad combinando el material con un polímero, y servirá de catalizador para el desarrollo de materiales funcionales de próxima generación basados en sustancias bidimensionales“.
Fuente: Noticias de la Ciencia
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