Uma equipe de pesquisa liderada pelo Professor Wei-Hsin Liao do Departamento de Engenharia Mecânica e Automação, A Universidade Chinesa de Hong Kong (CUHK) desenvolveu um coletor de energia leve e inteligente com base em materiais para coletar energia do movimento humano, gerando um suprimento de energia inesgotável e sustentável apenas caminhando.

Especificamente, o dispositivo pode capturar energia biomecânica do movimento do joelho humano e, em seguida, convertê-la em eletricidade, que pode ser usada para alimentar aparelhos eletrônicos vestíveis, como pedômetros, monitores de saúde, e GPS. Este trabalho foi publicado em Cartas de Física Aplicada e recomendado como artigo de destaque pelos editores.

Até aqui, pesquisadores desenvolveram grandes dispositivos para usar o movimento humano para gerar eletricidade, como coletores de energia baseados em geradores eletromagnéticos para capturar energia quando as pessoas estão andando em esteiras ou andando de bicicleta. Contudo, esses dispositivos volumosos dificultam a locomoção dos usuários e, ao mesmo tempo, aumentam sua carga, por causa do peso considerável e da grande força de interação entre as colheitadeiras e o corpo humano. Isso restringe consideravelmente o amplo uso desses dispositivos. Para superar isso, uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Liao propôs e desenvolveu um coletor de energia leve empregando compósitos de macrofibras piezoelétricas integrados com novas estruturas mecânicas.

Compósitos de macro fibra piezoelétricos são materiais leves, que pode produzir eletricidade sob deformação. O coletor de energia proposto emprega uma viga de flexão e um mecanismo de manivela deslizante para capturar o movimento do joelho humano ao caminhar. Então, o movimento capturado é usado para deformar peças compostas de macrofibras piezoelétricas ligadas ao feixe de flexão de modo que a eletricidade seja produzida quando o joelho humano se flexiona ou se estende.

Professor Liao disse, "A articulação do joelho humano tem uma amplitude de movimento maior do que outras articulações dos membros inferiores, como tornozelo e quadril, que permite que os coletores de energia capturem o movimento com mais facilidade e gerem mais eletricidade. "O protótipo de colheitadeira, feito por compósitos de macro fibra piezoelétricos, pode gerar uma potência média de 1,6 mW, quando o usuário caminha a cerca de 2-6,5 km / h. A eletricidade gerada é eficiente para alimentar dispositivos eletrônicos vestíveis comuns, como bandas inteligentes. Além disso, o protótipo pesa apenas 307 gramas. Ao caminhar com ele, o custo metabólico do usuário é quase o mesmo ao caminhar sem o dispositivo. Ao contrário dos coletores de energia baseados em geradores eletromagnéticos existentes, o coletor de energia leve e inteligente com base em materiais pode capturar energia do movimento humano sem aumentar a carga do usuário. Espera-se que promova significativamente o uso de coletores de energia biomecânicos.

Professor Liao afirmou, "Este aparelho atrairá muita atenção de montanhistas e caminhantes. Se eles se perderem em montanhas remotas ou em um deserto onde a rede elétrica não está disponível, o dispositivo pode derivar energia de seu movimento e convertê-la em eletricidade, permitindo que os usuários monitorem continuamente seus sinais vitais, conheça a posição deles, ou até mesmo enviar um sinal SOS a qualquer momento quando precisarem de ajuda. Atualmente, estamos nos concentrando na melhoria do desempenho da colheitadeira, reduzindo o peso do dispositivo e aumentando a eficiência da coleta de energia. Pretendemos comercializar a colheitadeira e comercializá-la por meio da cooperação com fabricantes de roupas para incorporar o dispositivo em roupas esportivas. "