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    Desenvolvimento de um dispositivo elástico movido a vibração usando um eletreto líquido

    O material de eletreto líquido recentemente desenvolvido (esquerda) e o dispositivo movido a vibração dobrável e esticável (meio e direito). Crédito:NIST

    A NIMS e a AIST desenvolveram um material de eletreto líquido capaz de reter eletricidade estática de forma semi-permanente. Posteriormente, eles combinaram este material com eletrodos macios para criar o primeiro dobrável, dispositivo movido a vibração esticável no mundo. Como este dispositivo é altamente deformável e capaz de converter vibrações muito sutis em sinais elétricos, pode ser aplicável ao desenvolvimento de dispositivos de saúde, como sensores de pulsação e batimentos cardíacos com alimentação própria.

    Um material de eletreto capaz de reter semipermanentemente uma carga elétrica pode gerar voltagem conforme sua distância ao eletrodo associado muda. Por causa dessa propriedade, materiais de eletreto podem ser aplicáveis ​​ao desenvolvimento de dispositivos e sensores alimentados por vibração (piezoelétricos) capazes de converter vibração e pressão aplicadas externamente em sinais elétricos. Contudo, os materiais de eletreto convencionais são sólidos ou em forma de filme, e, como tal, são inflexíveis e incapazes de deformação em formas complexas, tornando-os inadequados para uso no desenvolvimento de sensores de batimento cardíaco e pulso vestíveis. Portanto, existe um grande interesse no desenvolvimento de dispositivos movidos a vibração flexíveis e extensíveis que podem ser processados ​​em uma variedade de formas e usados ​​como tais sensores.

    Este grupo de pesquisa protegeu a porfirina - um composto orgânico - com uma estrutura flexível, mas isolante (ou seja, cadeias de alquil ramificadas), desenvolvendo assim um material líquido à temperatura ambiente que é capaz de reter de forma estável a carga estática na unidade de porfirina. O grupo posteriormente desenvolveu um dispositivo movido a vibração dobrável e esticável. Primeiro, uma alta tensão foi aplicada a este material líquido, assim, carregando-o eletricamente. O material líquido foi então deixado de molho em um tecido elástico e o tecido molhado foi então ensanduichado entre macios, eletrodos de poliuretano integrados com fibras prateadas como um material de fiação. Quando a superfície do dispositivo é pressionada com a ponta do dedo, ele gera uma tensão na faixa de ± 100-200 mV e opera de forma estável por pelo menos 1,5 meses.

    Em pesquisas futuras, o grupo espera alcançar o uso deste dispositivo na área de saúde, aumentando a capacidade do material de eletreto líquido de reter eletricidade estática e fazendo modificações nas técnicas de processamento aplicadas ao dispositivo. O grupo também buscará o uso potencial deste dispositivo movido a vibração como uma fonte de energia para dispositivos IoT, combinando-o com um sistema de conversão de tensão-corrente e capacitor, etc.


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