p Imagine um dispositivo que pudesse resistir até mesmo aos incêndios mais intensos, de modo que pudesse sinalizar automaticamente aos outros quando um bombeiro é imobilizado no trabalho. p Pesquisadores da UCLA e colegas de duas outras universidades projetaram o primeiro retardante de fogo, sensor de movimento autoextinguível e gerador de energia. O dispositivo, que é do tamanho de um quarto, pode ser embutido em sapatos ou roupas usadas pelos bombeiros, perfuradores de petróleo ou outras pessoas cujo trabalho envolva temperaturas extremas ou ambientes hostis.

p A pesquisa, que foi publicado no jornal Nano Energia , foi liderado por Richard Kaner, O Dr. Myung Ki Hong, da UCLA, é presidente dotado de inovação em materiais e membro do California NanoSystems Institute da UCLA.

p O sensor autoalimentado é um tipo de nanogerador triboelétrico. A carga triboelétrica gera energia a partir da troca de elétrons quando um material esfrega contra outro - neste caso, o próprio dispositivo e a roupa ou pele do usuário, ou o dispositivo e o solo. O fenômeno é o mesmo que cria um choque elétrico ao tocar na maçaneta da porta depois de esfregar os pés no carpete.

p O dispositivo, que os cientistas apelidaram de FRTENG (para "nanogerador triboelétrico retardador de fogo"), pode detectar quando os usuários estão em perigo ou incapacitados porque pode sentir a diferença entre caminhar, correndo, pulos e quietude.

p "Diferentes movimentos criam sinais elétricos com diferentes tensões e correntes, "disse Maher El-Kady, pesquisador assistente da UCLA e coautor do estudo. "Essas diferentes correntes nos permitem identificar se e como alguém está se movendo - portanto, o dispositivo pode ser integrado aos sapatos de um bombeiro, por exemplo, e enviar um sinal de ajuda sem fio em caso de emergência. "

p Nanogeradores triboelétricos já existem, mas porque eles usam materiais como plásticos e têxteis inflamáveis, os modelos atuais não suportam fogo ou temperaturas extremas, disse Kaner, que também é um distinto professor de química e bioquímica, e de ciência e engenharia de materiais.

p Para superar esse obstáculo, o novo dispositivo é feito de um aerogel de carbono inventado pelos pesquisadores. O aerogel é extremamente leve - 95 por cento do seu volume é ar - e estável em altas temperaturas, o que o torna ideal para uso em um dispositivo retardador de fogo.

p "O aerogel de carbono conduz eletricidade de forma eficiente e contém materiais que são ecologicamente corretos, "El-Kady disse." Porque o aerogel é tão leve, o usuário nem mesmo sentiria o dispositivo. "

p Para formar o aerogel, os pesquisadores misturaram dois produtos químicos, formaldeído e resorcinol, com fibras de poliacrilonitrila e folhas de óxido de grafeno que tinham meros nanômetros de espessura - um nanômetro é equivalente a um bilionésimo de um metro, ou cerca de 1/75, 000º da largura de um cabelo humano - para criar um gel. As nanofibras e nanofolhas fornecem suporte para o material ultraleve.

p Eles então secaram o gel para remover o conteúdo líquido, e aquecido em uma pequena câmara cheia de hidrogênio, deixando para trás um nanocompósito de aerogel de carbono durável, mas leve.

p "Usando carregamento triboelétrico, o aerogel de carbono funciona como um sensor de movimento e um gerador de energia, "disse Abdelsalam Ahmed, o primeiro autor do estudo, um professor visitante na Universidade McMaster. "Ao contrário dos sensores tradicionais que dependem de baterias para sua alimentação, o novo dispositivo pode operar indefinidamente sem a necessidade de nenhuma fonte de energia. "

p Para testar a resistência ao fogo do dispositivo, os cientistas o expuseram a uma chama de butano por 90 segundos. Eles descobriram que não só não espalhou o fogo, mas que era autoextinguível. E, mesmo a 200 graus Celsius, a estrutura do dispositivo foi preservada e sua saída elétrica permaneceu estável. Nessa temperatura, a maioria dos dispositivos triboelétricos convencionais perdem desempenho ou até pegam fogo, Kaner disse.

p El-Kady disse que o novo dispositivo também pode ser útil em missões espaciais - para rastrear os sinais vitais dos astronautas ou para gerar energia de emergência, por exemplo. As temperaturas extremas freqüentemente impedem o uso de outros dispositivos eletrônicos durante o vôo espacial.