Uma pulseira feita de tecido tecido com fios especiais de colheita de energia que coletam eletricidade do sol e movimento. (Crédito: Georgia Tech)
Um novo tecido colhe energia da luz do sol e do movimento ao mesmo tempo.
Tecidos que podem gerar eletricidade a partir do movimento físico já estão em andamento há alguns anos, e este é o próximo passo.
A combinação de dois tipos de geração de eletricidade em um único tecido prepara o caminho para o desenvolvimento de peças de vestuário que possam fornecer sua própria fonte de energia para alimentar dispositivos como smartphones ou GPS.
"Este híbrido poder têxtil apresenta uma nova solução para carregar dispositivos no campo a partir de algo tão simples como o vento soprando em um dia ensolarado", diz Zhong Lin Wang, professor da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais do Instituto de Tecnologia da Geórgia.
Para fabricar o tecido, a equipe de Wang usou uma máquina têxtil comercial para tecer células solares construídas a partir de fibras de polímeros leves com nanogeradores triboelétricos à base de fibras.
Os nanogeradores triboelétricos usam uma combinação do efeito triboelétrico e da indução eletrostática para gerar pequena quantidade de energia elétrica a partir de movimento mecânico, como rotação, deslizamento ou vibração.
Wang prevê que o novo tecido, que tem micrômetros de 320 de espessura entrelaçados com fios de lã, possa ser integrado em barracas, cortinas ou roupas vestíveis.
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"O tecido é altamente flexível, respirável, leve e adaptável a uma variedade de usos", diz Wang.
Os nanogeradores triboelétricos à base de fibra capturam a energia criada quando certos materiais se tornam eletricamente carregados depois que entram em contato móvel com um material diferente. Para a parte colhedora de luz solar do tecido, a equipe de Wang usou photoanodes feitos em forma de arame que poderiam ser tecidos juntos com outras fibras.
"A espinha dorsal do têxtil é feita de materiais poliméricos comumente usados que são baratos de fazer e ambientalmente amigáveis", diz Wang. “Os eletrodos também são feitos por meio de um processo de baixo custo, o que possibilita o uso de manufatura em grande escala”.
Em um de seus experimentos, a equipe de Wang usou um tecido apenas do tamanho de uma folha de papel de escritório e prendeu-o à haste como uma pequena bandeira colorida. Rolando as janelas em um carro e deixando a bandeira explodir ao vento, os pesquisadores conseguiram gerar energia significativa de um carro em movimento em um dia nublado. Os pesquisadores também mediram a saída por uma peça 4-por-5-centímetro, que carregou um capacitor comercial 2 mF para 2 volts em um minuto sob luz solar e movimento.
"Isso indica que tem uma capacidade decente de trabalhar mesmo em um ambiente hostil", diz Wang.
Embora os testes iniciais indiquem que o tecido pode suportar o uso repetido e rigoroso, os pesquisadores estarão estudando sua durabilidade a longo prazo. Os próximos passos também incluem otimizar ainda mais o tecido para usos industriais, incluindo o desenvolvimento de encapsulamento apropriado para proteger os componentes elétricos da chuva e da umidade.
O trabalho aparece na revista natureza Energia.
O financiamento veio da fundação da Cátedra Hightower, do KAUST e do programa “milhares de talentos” para o pesquisador pioneiro e sua equipe de inovação, da Fundação Nacional de Ciência Natural da China e dos Fundos Fundamentais de Pesquisa para as Universidades Centrais. Quaisquer conclusões ou recomendações são de responsabilidade dos autores e não representam necessariamente as opiniões oficiais das organizações patrocinadoras.
Fonte: Georgia Tech
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