Una pestanya d'or i polímer adherida al cos pot ser capaç de generar electricitat amb l'energia mecànica obtinguda pel simple fet de doblegar un dit o altres moviments simples. Aquesta és la idea darrere d'un projecte d'investigació col·laboratiu liderat per la Universitat de Buffalo i l'Institut de semiconductors (IoP) de l'Acadèmia Xinesa de Ciències (CAS). La pestanya, un nanogenerador triboelèctric, es descriu en un estudi publicat a la revista Nano Energy.
«A ningú li agrada estar lligat a una presa de corrent o portar a sobre un carregador portàtil. El cos humà és una font abundant d'energia. I vam pensar: Per què no aprofitar-ho per produir la nostra pròpia energia?», diu l'autor principal Qiaoqiang Gan, professor associat d'enginyeria elèctrica a la Facultat d'Enginyeria i Ciències Aplicades de la UB.
La càrrega triboelèctrica passa quan certs materials es carreguen elèctricament després d'entrar en contacte amb un material diferent. La major part de l'electricitat estàtica quotidiana és triboelèctrica.
Els investigadors han proposat nombrosos nanogeneradors que utilitzen l'efecte triboelèctric; però, la majoria són difícils de fabricar (requereixen litografia complexa) o no són rendibles. La pestanya que l'equip de la Universitat de Buffalo i l'Acadèmia Xinesa de Ciències està desenvolupant ara aborda les dues qüestions.
Es compon de dues capes fines d'or, amb polidimetilsiloxà (també anomenat PDMS, un polímer a base de silici utilitzat en lents de contacte, plastilina i altres productes) intercalat en el medi.
La clau per al dispositiu és que una capa d'or s'estira, cosa que fa que s'arrugui en deixar-la anar i crear el que sembla una cresta en miniatura. Quan es torna a aplicar aquesta força, per exemple, en doblegar els dits, el moviment produeix fricció entre les capes d'or i el PDMS. «Això fa que els electrons flueixin cap endavant i cap enrere entre les capes d'or. Com més fricció, més gran és la quantitat d'energia produïda», diu un altre autor principal, Yun Xu, professor del IoP al CAS.
L'estudi descriu una petita pestanya (1,5 centímetres de llarg per 1 d'ample), que va proporcionar un voltatge màxim de 124 volts, un corrent màxim de 10 microampers i una densitat de potència màxima de 0.22 milwhatts per centímetre quadrat. Això no és suficient per carregar ràpidament un telèfon; però, va encendre 48 llums LED vermells simultàniament.
A causa que la pestanya és fàcil de fabricar, Zhang lidera un equip d'estudiants universitaris de la UB que té l'objectiu de millorar el rendiment de la pestanya. L'equip pensa usar peces d'or més grans perquè quan s'estirin i es pleguin juntes generin encara més electricitat.
Els investigadors també estan treballant en el desenvolupament d'una bateria portàtil per emmagatzemar l'energia produïda per la pestanya. Imaginen que el sistema serveix com una font d'energia per a diversos dispositius electrònics portàtils i autoamplificats.
