p (PhysOrg.com) - Em pesquisas que dão um significado literal ao termo "traje de força, " Universidade da Califórnia, Berkeley, engenheiros criaram nanofibras eliminadoras de energia que poderiam um dia ser tecidas em roupas e têxteis. p Esses geradores nanométricos têm propriedades "piezoelétricas" que os permitem converter em eletricidade a energia criada por meio de estresse mecânico, alongamentos e torções.

p "Essa tecnologia pode eventualmente levar a 'roupas inteligentes' que podem ser usadas por aparelhos eletrônicos portáteis por meio de movimentos corporais comuns, "disse Liwei Lin, Professor de engenharia mecânica da UC Berkeley e chefe da equipe internacional de pesquisa que desenvolveu os nanogeradores de fibra.

p Como as nanofibras são feitas de fluoreto de polivinilideno orgânico, ou PVDF, eles são flexíveis e relativamente fáceis e baratos de fabricar.

p Embora ainda estejam fazendo os cálculos exatos, os pesquisadores notaram que movimentos mais vigorosos, como o tipo que alguém criaria ao dançar o boogaloo elétrico, deveria, teoricamente, gerar mais energia. "E porque as nanofibras são tão pequenas, poderíamos costurá-los nas roupas sem nenhuma mudança perceptível no conforto do usuário, "disse Lin, que também é codiretor do Centro de Sensor e Atuador de Berkeley na UC Berkeley.

p Os nanogeradores de fibra são descritos na edição deste mês da Nano Letras , um jornal revisado por pares publicado pela American Chemical Society.

p O objetivo de coletar energia de movimentos mecânicos por meio de nanogeradores vestíveis não é novo. Outras equipes de pesquisa já fizeram nanogeradores de materiais semicondutores inorgânicos, tais como óxido de zinco ou titanato de bário. "Nanogeradores inorgânicos - em contraste com os nanogeradores orgânicos que criamos - são mais frágeis e mais difíceis de crescer em quantidades significativas, "Lin disse.

p Os minúsculos nanogeradores têm diâmetros tão pequenos quanto 500 nanômetros, ou cerca de 100 vezes mais fino do que um cabelo humano e um décimo da largura das fibras de tecido comuns. Os pesquisadores puxaram e ajustaram repetidamente as nanofibras, gerando saídas elétricas que variam de 5 a 30 milivolts e 0,5 a 3 nanoamperes.

p Além disso, os pesquisadores relataram nenhuma degradação perceptível após o alongamento e liberação das nanofibras por 100 minutos a uma frequência de 0,5 hertz (ciclos por segundo).

p A equipe de Lin na UC Berkeley foi pioneira na técnica de eletrofiação de campo próximo usada para criar e posicionar os nanogeradores poliméricos separados por 50 micrômetros em um padrão de grade. A tecnologia permite maior controle da colocação das nanofibras em uma superfície, permitindo que os pesquisadores alinhem adequadamente os nanogeradores de fibra de modo que os pólos positivo e negativo fiquem em extremidades opostas, semelhantes aos pólos de uma bateria.

p Sem esse controle, os pesquisadores explicaram, os pólos negativo e positivo podem se anular e reduzir a eficiência energética.

p Os pesquisadores demonstraram eficiências de conversão de energia de até 21,8 por cento, com uma média de 12,5 por cento.

p "Surpreendentemente, as classificações de eficiência energética das nanofibras são muito maiores do que 0,5 a 4 por cento alcançados em geradores de energia típicos feitos de filmes finos de PVDF piezoelétricos experimentais, e 6,8 por cento em nanogeradores feitos de fios finos de óxido de zinco, ”Disse o principal autor do estudo, Chieh Chang, que conduziu os experimentos enquanto era estudante de graduação em engenharia mecânica na UC Berkeley.

p "Achamos que a eficiência provavelmente poderia ser aumentada ainda mais, "Lin disse." Para nossos resultados preliminares, vemos uma tendência de que quanto menor a fibra que temos, melhor será a eficiência energética. Não sabemos qual é o limite. "