p Fontes de energia vestíveis para eletrônicos vestíveis são limitadas pelo tamanho das roupas. p Com aquilo em mente, pesquisadores da Case Western Reserve University desenvolveram microssupercapacitores flexíveis em forma de fio que podem ser tecidos em uma jaqueta, camisa ou vestido.

p Por seu projeto ou conectando os capacitores em série ou paralelo, os dispositivos podem ser adaptados para atender às necessidades de armazenamento de carga e entrega de eletrônicos usados.

p Embora tenha havido progresso no desenvolvimento desses eletrônicos - câmeras corporais, óculos inteligentes, sensores que monitoram a saúde, rastreadores de atividades e mais - um desafio restante é fornecer fontes de energia menos intrusivas e complicadas.

p “A área da roupa é fixa, então, para gerar a densidade de energia necessária em uma pequena área, cultivamos nanotubos de óxido de titânio alinhados radialmente em um fio de titânio usado como eletrodo principal, "disse Liming Dai, o Professor Kent Hale Smith de Ciência Macromolecular e Engenharia. "Aumentando a área de superfície do eletrodo, você aumenta a capacitância. "

p Dai e Tao Chen, um pós-doutorado em ciência molecular e engenharia na Case Western Reserve, publicou sua pesquisa sobre o microssupercapacitor na revista Materiais de armazenamento de energia esta semana. O estudo se baseia em supercapacitores anteriores à base de carbono.

p Um capacitor é primo da bateria, mas oferece a vantagem de carregar e liberar energia muito mais rápido.

p Como funciona

p Neste novo supercapacitor, o fio de titânio modificado é revestido com um eletrólito sólido feito de álcool polivinílico e ácido fosfórico. O fio é então enrolado com fio ou uma folha feita de nanotubos de carbono alinhados, que serve como o segundo eletrodo. Os nanotubos de óxido de titânio, que são semicondutores, separar as duas porções ativas dos eletrodos, prevenir um curto-circuito.

p Em teste, a capacitância - a capacidade de armazenar carga - aumentou de 0,57 para 0,9 para 1,04 miliFarads por micrômetro, conforme os fios de nanotubos de carbono foram aumentados de 1 para 2 para 3.

p Quando embrulhado com uma folha de nanotubos de carbono, o que aumenta a área efetiva do eletrodo, o microssupercapactitor armazenou 1,84 miliFarads por micrômetro. A densidade de energia era de 0,16 x 10-3 miliwatt-hora por centímetro cúbico e a densidade de energia de 0,01 miliwatt por centímetro cúbico.

p Seja enrolado com lã ou lençol, o microssupercapacitor reteve pelo menos 80 por cento de sua capacitância após 1, 000 ciclos de carga-descarga. Para atender às várias necessidades de energia específicas de dispositivos vestíveis, os capacitores em forma de fio podem ser conectados em série ou em paralelo para aumentar a tensão ou a corrente, dizem os pesquisadores.

p Quando dobrado em até 180 graus centenas de vezes, os capacitores não mostraram nenhuma perda de desempenho. Os embrulhados em lençóis mostraram mais resistência mecânica.

p "Eles são muito flexíveis, para que possam ser integrados em tecidos ou materiais têxteis, "Dai disse." Eles podem ser vestíveis, fonte de alimentação flexível para eletrônicos vestíveis e também para biossensores autoalimentados ou outros dispositivos biomédicos, particularmente para aplicações dentro do corpo. "

p O laboratório da Dai está no processo de tecer os capacitores semelhantes a fios no tecido e integrá-los a um dispositivo vestível.