Para que a tecnologia vestível emergente avance, ele precisa de fontes de energia melhoradas. Agora, pesquisadores da Michigan State University forneceram uma solução potencial por meio de florestas amassadas de nanotubos de carbono, ou florestas CNT.

Changyong Cao, diretor do Laboratório de Soft Machines e Eletrônica da MSU, liderou uma equipe de cientistas na criação de supercapacitores altamente extensíveis para alimentar dispositivos eletrônicos vestíveis. O supercapacitor recém-desenvolvido demonstrou desempenho e estabilidade sólidos, mesmo quando esticado a 800% de seu tamanho original para milhares de ciclos de alongamento / relaxamento.

Os resultados da equipe, publicado no jornal Materiais de energia avançada , pode estimular o desenvolvimento de novos sistemas eletrônicos de energia extensíveis, dispositivos biomédicos implantáveis, bem como sistemas de embalagem inteligente.

"A chave para o sucesso é a abordagem inovadora de amassar matrizes de CNT alinhadas verticalmente, ou florestas CNT, "disse Cao, Professor assistente da MSU School of Packaging. "Em vez de ter uma película fina e plana estritamente restrita durante a fabricação, nosso projeto permite que a floresta de CNT interconectada tridimensionalmente mantenha uma boa condutividade elétrica, tornando-o muito mais eficiente, confiável e robusto. "

A maioria das pessoas conhece a tecnologia vestível em sua forma básica, como iWatches que se comunicam com smartphones. Neste exemplo, são duas peças de tecnologia que precisam de baterias. Agora imagine pedaços de pele inteligente para vítimas de queimaduras que podem monitorar a cura enquanto se alimentam - esse é o futuro que a invenção de Cao pode criar.

Na área médica, eletrônicos elásticos / vestíveis estão sendo desenvolvidos que são capazes de contorções extremas e podem se conformar a complicados, superfícies irregulares. No futuro, essas inovações podem ser integradas em tecidos e órgãos biológicos para detectar doenças, monitorar melhorias e até mesmo comunicar-se com médicos.

O problema irritante, Contudo, tem sido uma fonte de alimentação vestível complementar - que dura e é durável. Por que desenvolver novos patches se eles precisam usar baterias pesadas que esquentam e precisam ser recarregadas? (Isso é extremo, mas você entendeu.)

A descoberta de Cao é a primeira a usar CNTs amassados ​​em pé para aplicações de armazenamento de energia extensível, que crescem como árvores com suas copas emaranhadas em bolachas. Esta floresta, Contudo, tem apenas 10-30 micrômetros de altura. Depois de transferido e amassado, a floresta CNT forma padrões extensíveis impressionantes, como um cobertor. A floresta de CNT interconectada 3-D tem uma área de superfície maior e pode ser facilmente modificada com nanopartículas ou adaptada a outros designs.

"É mais robusto; é realmente uma inovação de design, "disse Cao, que também é professor assistente de engenharia mecânica e engenharia elétrica e da computação. "Mesmo quando esticado em até 300% ao longo de cada direção, ele ainda conduz com eficiência. Outros projetos perdem eficiência, geralmente podem ser alongados em apenas uma direção ou funcionar mal completamente quando são alongados em níveis muito mais baixos. "

Em termos de capacidade de coletar e armazenar energia, As nanoflorestas amassadas de Cao superaram a maioria dos outros supercapacitores baseados em CNT que existem. Mesmo que a tecnologia de alto desempenho possa suportar milhares de ciclos de alongamento / relaxamento, ainda há espaço para melhorias.

Nanopartículas de óxido de metal podem ser facilmente impregnadas nos CNTs amassados ​​de modo que a eficiência da invenção melhore muito mais. A abordagem recém-inventada deve desencadear o avanço de sistemas eletrônicos extensíveis com alimentação própria, Cao acrescentou.