Nanogeradores triboelétricos (TENGs) são pequenos dispositivos que convertem movimento em eletricidade, e pode ser apenas o que nos leva a uma era de roupas e implantes que captam energia. Mas poderiam os TENGs, mesmo teoricamente, nos dar aparelhos eletrônicos vestíveis movidos exclusivamente pelo movimento do corpo do dia-a-dia do usuário?

A resposta curta é sim. Nova pesquisa do Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) na Coreia do Sul, publicado esta semana em Materiais APL , da AIP Publishing, demonstra a capacidade da energia mecânica produzida por movimentos corporais típicos para alimentar um relógio ou smartphone. Além disso, a pesquisa caracteriza os efeitos associados a diferentes formas de movimentos semelhantes sobre a energia produtiva máxima que eles podem produzir em um TENG.

"Estudamos a possibilidade de carregar dispositivos portáteis e vestíveis comercializados, utilizando a energia mecânica gerada pelo movimento humano, "disse Hyeon-Jin Shin, pesquisador mestre no SAIT e um dos autores do estudo. “Confirmamos que se a energia mecânica for totalmente convertida em energia elétrica, a energia gerada pelo movimento diário de um braço pode cobrir suficientemente o consumo de energia de um relógio inteligente e até mesmo o consumo de energia em modo de espera de um smartphone. "

À medida que o interesse nos TENGs cresce, particularmente para aplicações vestíveis, Shin e seus colaboradores queriam abordar a viabilidade da tecnologia no mundo real em detalhes e entender como otimizar a conversão de energia.

"Nos últimos anos, muitos pesquisadores demonstraram um potencial para captação de energia usando triboeletricidade, e as expectativas da TENG como fonte de energia para dispositivos portáteis ou vestíveis aumentaram, "Shin disse." É importante confirmar que a energia mecânica do movimento humano pode cobrir o consumo de energia dos dispositivos para utilizar um TENG para dispositivos pequenos. "

A equipe de pesquisa comparou a energia TENG alcançável produzida em um minuto por movimentos corporais típicos, como digitar ou balançar o braço, àquele consumido ao mesmo tempo por uma variedade de eletrônicos comerciais e vestíveis. Embora mesmo o blog mais vigoroso não produza energia suficiente para suportar um tablet ativo, a teoria mostrou que as atividades semipassivas podem alimentar telefones menores e relógios inteligentes apenas com a energia do TENG.

Com investigações minuciosas do mecanismo que produz eletricidade no dispositivo, eles também descobriram que sua elasticidade, normalmente não fatorado no cálculo da energia máxima possível de um TENG, pode oferecer um aumento no valor.

"Para utilizar totalmente a energia mecânica do movimento humano para o TENG, é muito importante aumentar a energia máxima possível de um TENG com base na compreensão dos fatores relacionados ao movimento em um aspecto da velocidade (energia cinética) e elasticidade (impulso), "Shin disse.

Com este novo insight, Shin e seus colegas pesquisadores da Samsung estão preparados para refinar as realizações práticas da tecnologia e usar suas descobertas para expandir os limites do que os dispositivos TENG podem alimentar - e por quanto tempo.

"A otimização da energia de saída de um TENG em uso real permanece uma tarefa para trabalhos futuros porque um sistema real tem muitas limitações, como correspondência de impedância, controle de frequência, e a estabilidade da estrutura, "Shin disse." Mesmo assim, os resultados deste estudo fornecem uma visão sobre o projeto de um TENG para obter uma grande quantidade de energia em um espaço limitado. "