Super-micro, sensores de baixa potência e dispositivos que podem enviar e receber sinais e informações a qualquer momento, qualquer lugar se tornará parte integrante da vida das pessoas em um mundo hiperconectado impulsionado pela Internet das Coisas (IoT). Uma questão importante é o fornecimento contínuo de eletricidade aos inúmeros dispositivos eletrônicos conectados ao sistema. Isso ocorre porque é difícil reduzir o tamanho e o peso da bateria usando a forma convencional de carregá-la e trocá-la.

Uma possível solução para este problema é a implantação de geradores triboelétricos. Estes geram energia de uma maneira semipermanente induzindo triboeletricidade a partir do contato entre diferentes materiais, assim como a eletricidade estática é produzida.

Uma equipe de pesquisadores do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST) liderada pelo Dr. Seoung-Ki Lee desenvolveu um sensor de toque que aumenta a eficiência da triboeletrificação em mais de 40% por meio de dissulfeto de molibdênio estruturado amassado. Essa descoberta é o resultado de uma colaboração com Chang-Kyu Jeong, professor de engenharia de materiais avançados na Universidade Nacional JeonBuk.

Geradores triboelétricos gerais não podiam ser usados ​​para dispositivos eletrônicos vestíveis, pois teriam de ser excessivamente grandes e pesados ​​para aumentar sua capacidade de gerar eletricidade suficiente. Atualmente existem estudos em andamento que envolvem a aplicação de um material semicondutor bidimensional atomicamente fino e com excelentes propriedades físicas como camada ativa na geração de triboeletricidade.

A intensidade da triboeletricidade gerada varia de acordo com o tipo de dois materiais que entram em contato. Em estudos anteriores com materiais bidimensionais, a transferência de cargas elétricas com o material isolante não ocorreu de maneira uniforme, reduzindo substancialmente a produção de energia produzida a partir da triboeletricidade.

No estudo atual, a equipe de pesquisa conjunta ajustou as propriedades do dissulfeto de molibdênio (MoS ₂ ), um semicondutor bidimensional, e mudou sua estrutura para aumentar a eficiência de geração de triboeletricidade. O material foi amassado durante um forte processo de tratamento térmico que é aplicado em um processo de fabricação de semicondutores, o que resultou em um material com rugas ao qual foi aplicada uma tensão interna. Essas rugas aumentam a área de contato por unidade de área, e o MoS amassado na superfície resultante ₂ dispositivo pode gerar cerca de 40% mais energia do que uma contraparte plana. Adicionalmente, a produção de triboeletricidade foi mantida em níveis estáveis ​​em um experimento cíclico mesmo após 10, 000 repetições.

Ao aplicar o material bidimensional amassado a um sensor de toque, como aqueles usados ​​em touchpads ou telas de toque, a equipe de pesquisa conjunta criou um sensor de toque autoalimentado leve e flexível que pode ser operado sem bateria. Este tipo de sensor de toque com alta eficiência de geração de energia é sensível à estimulação e pode reconhecer sinais de toque mesmo com um baixo nível de força, sem qualquer energia elétrica.

O Dr. Seoung-Ki Lee do KIST disse:"Controlar a tensão interna do material semicondutor é uma técnica útil na indústria de semicondutores, mas esta foi a primeira vez que uma técnica de síntese de materiais envolvendo a síntese de um material semicondutor bidimensional e aplicação de tensão interna ao mesmo tempo foi implementada ... Apresenta uma maneira de aumentar a eficiência de geração de triboeletricidade combinando o material com um polímero, e servirá como um catalisador para o desenvolvimento de materiais funcionais de próxima geração com base em substâncias bidimensionais. "