(Phys.org) —Uma equipe de engenheiros de várias universidades desenvolveu o que poderia ser uma solução promissora para carregar baterias de smartphones em trânsito, sem a necessidade de um cabo elétrico.

Incorporado diretamente em uma caixa de telefone celular, o nanogerador da equipe poderia coletar e converter a energia de vibração de uma superfície, como o banco do passageiro de um veículo em movimento, em energia para o telefone. "Acreditamos que este desenvolvimento pode ser uma nova solução para a criação de eletrônicos pessoais com carga própria, "diz Xudong Wang, professor assistente de ciência de materiais e engenharia da Universidade de Wisconsin-Madison.

Wang, seu Ph.D. estudante Yanchao Mao e colaboradores da Universidade Sun Yat-sen na China, e a Universidade de Minnesota Duluth descreveu seu dispositivo, um nanogerador piezoelétrico mesoporoso, em 27 de janeiro, 2014, edição do jornal Materiais de energia avançados .

O nanogerador tira proveito de um material de polímero piezoelétrico comum chamado fluoreto de polivinilideno, ou PVDF. Materiais piezoelétricos podem gerar eletricidade a partir de uma força mecânica; por outro lado, eles também podem gerar uma deformação mecânica a partir de um campo elétrico aplicado.

Em vez de depender de uma tensão ou campo elétrico, os pesquisadores incorporaram nanopartículas de óxido de zinco em um filme fino de PVDF para desencadear a formação da fase piezoelétrica que permite a coleta de energia vibratória. Então, eles gravaram as nanopartículas do filme; os poros interconectados resultantes - chamados de "mesoporos" por causa de seu tamanho - fazem com que o material rígido se comporte um pouco como uma esponja.

Esse material esponjoso é a chave para a coleta de energia vibratória. "Quanto mais macio for o material, quanto mais sensível é a pequenas vibrações, "diz Wang.

O próprio nanogerador inclui folhas finas de eletrodos na frente e atrás do filme de polímero mesoporoso, e os pesquisadores podem anexar este soft, filme flexível perfeitamente para achatar, superfícies ásperas ou curvas, incluindo a pele humana. No caso de um telefone celular, ele usa o próprio peso do telefone para aumentar seu deslocamento e amplificar sua saída elétrica.

O nanogerador pode se tornar uma parte integrada de um dispositivo eletrônico - por exemplo, como seu painel traseiro ou invólucro - e coleta automaticamente a energia das vibrações do ambiente para alimentar o dispositivo diretamente.

Wang diz que a simplicidade do processo de design e fabricação de sua equipe pode ser bem dimensionado para configurações de fabricação maiores. "Podemos criar propriedades mecânicas ajustáveis ​​no filme, ", diz ele." E também importante é o design do dispositivo. Porque podemos perceber essa estrutura, casos de alimentação de telefone ou sistemas de sensores com alimentação própria podem se tornar possíveis. "