Cientistas da Universidade Tecnológica de Nanyang, Cingapura, criaram um personalizável, fonte de energia semelhante a um tecido que pode ser cortada, dobrado ou esticado sem perder sua função.

Liderado pelo professor Chen Xiaodong, cadeira associada (corpo docente) na Escola de Ciência e Engenharia de Materiais, a equipe relatou no jornal Materiais avançados que eles criaram um supercapacitor que funciona como uma bateria de carregamento rápido e pode ser recarregado muitas vezes, que pode servir como uma fonte de energia vestível.

Crucialmente, eles tornaram seu supercapacitor personalizável ou "editável, "o que significa que sua estrutura e forma podem ser alteradas após a fabricação, ao mesmo tempo em que mantém sua função como fonte de energia. Os supercapacitores extensíveis existentes são fabricados em designs e estruturas predeterminados, mas a nova invenção pode ser estendida multidirecionalmente, e é menos provável que seja incompatível quando é unido a outros componentes elétricos.

O novo supercapacitor, quando editado em uma estrutura semelhante a um favo de mel, tem a capacidade de armazenar uma carga elétrica quatro vezes maior do que a maioria dos supercapacitores extensíveis existentes. Além disso, quando esticado para quatro vezes seu comprimento original, retém quase 98 por cento de sua capacidade de armazenamento de energia elétrica, mesmo depois das 10, 000 ciclos de alongamento e liberação.

Experimentos feitos pelo Prof Chen e sua equipe também mostraram que quando o supercapacitor editável foi emparelhado com um sensor e colocado no cotovelo humano, ele teve um desempenho melhor do que os supercapacitores elásticos existentes. O supercapacitor editável foi capaz de fornecer um sinal estável, mesmo quando o braço estava balançando, que foi então transmitido sem fio para dispositivos externos, como aquele que captura a freqüência cardíaca de um paciente.

Os autores acreditam que o supercapacitor editável poderia ser facilmente produzido em massa, uma vez que dependeria das tecnologias de fabricação existentes. O custo de produção será, portanto, baixo, estimado em cerca de SGD $ 0,13 (USD $ 0,10) para produzir 1 cm ² do material.

Professor Chen disse, "Um supercapacitor confiável e editável é importante para o desenvolvimento da indústria de eletrônicos vestíveis. Ele também abre todos os tipos de possibilidades no reino da Internet das Coisas quando, aparelhos eletrônicos vestíveis podem se alimentar de forma confiável e se conectar e se comunicar com eletrodomésticos em casa e em outros ambientes.

"Meu sonho é combinar nossos supercapacitores flexíveis com sensores vestíveis para diagnósticos de saúde e desempenho esportivo. Com a capacidade de dispositivos eletrônicos portáteis se alimentarem, você pode imaginar o dia em que criamos um dispositivo que poderia ser usado para monitorar um corredor de maratona durante uma corrida com grande sensibilidade, detectar sinais de esforço excessivo e insuficiente. "

O supercapacitor editável é feito de material composto de nanofio de dióxido de manganês reforçado. Embora o dióxido de manganês seja um material comum para supercapacitores, a estrutura de nanofio ultralonga, fortalecido com uma rede de nanotubos de carbono e fibras de nanocelulose, permite que os eletrodos resistam às tensões associadas durante o processo de personalização.

A equipe da NTU também colaborou com o Dr. Loh Xian Jun, cientista sênior e chefe do Departamento de Materiais Suaves do Instituto de Pesquisa e Engenharia de Materiais (IMRE), Agência para a Ciência, Tecnologia e Pesquisa (A * STAR).

Dr. Loh disse, "Customizável e versátil, estes interconectados, fontes de alimentação semelhantes a tecido são capazes de oferecer uma funcionalidade plug-and-play, mantendo um bom desempenho. Sendo altamente extensível, essas fontes de energia flexíveis são dispositivos de armazenamento de energia de 'tecido' promissores de próxima geração que poderiam ser integrados em eletrônicos vestíveis. "