Os cientistas usaram um composto feito de um derivado do amido e bicarbonato de sódio para ajudar a converter energia mecânica em energia elétrica. A abordagem, desenvolvido por cientistas do Daegu Gyeongbuk Institute of Technology (DGIST), com colegas na Coréia e na Índia, é econômica e biocompatível, e pode ajudar a carregar aparelhos eletrônicos de baixa energia, como calculadoras e relógios. Os detalhes foram publicados na revista Materiais Funcionais Avançados .

"Nanogeradores triboelétricos coletam energia mecânica e a convertem em corrente elétrica, "explica o engenheiro de robótica da DGIST Hoe Joon Kim." Mas muitos dos materiais usados ​​nesses dispositivos são considerados de risco biológico e não são adequados para aplicações vestíveis. Nosso nanogerador triboelétrico incorpora ciclodextrina, um material verde que é amplamente utilizado para administração de drogas no corpo humano, tornando-o ecologicamente correto e livre de perigos. "

A ciclodextrina é um composto polissacarídeo produzido a partir do amido. Os cientistas o usaram para ligar íons de sódio no que é conhecido como estrutura metal-orgânica (MOF). MOFs formam materiais porosos amplamente utilizados no armazenamento de gás, catálise e detecção.

Especificamente, Kim e sua equipe aplicaram ultrassom a uma mistura de ciclodextrina e bicarbonato de sódio em água. Eles então adicionaram ácido trimésico e aplicaram outra rodada curta de ultrassom. O processo acontece à temperatura ambiente e leva à formação de um MOF feito de íons sódio unidos por ligações de ciclodextrina.

A equipe incorporou o MOF em um nanogerador revestindo-o em um eletrodo de cobre, que fica em uma base de tereftalato de polietileno (PET) de plástico. Oposta à camada de MOF é uma camada de Teflon colocada em um segundo eletrodo de cobre que também está preso a uma folha de PET. Os dois lados do nanogerador abrem e fecham em resposta aos movimentos, como caminhar ou correr. Cada vez que o MOF faz contato com o Teflon, elétrons são trocados e uma corrente elétrica é gerada. Este processo é denominado efeito triboelétrico.

A equipe testou o dispositivo prendendo-o a um sapato, uma mochila, e joelho e abdômen de uma pessoa. Eles descobriram que ele poderia coletar energia mecânica ao caminhar, correr e curvar-se, e até mesmo de alguns movimentos típicos de ioga. O dispositivo era capaz de acionar componentes eletrônicos de baixa potência, como um relógio de pulso digital, um hidrômetro e uma calculadora.

"Nosso MOF estende a lista de materiais triboelétricos, "diz Kim. Ele e sua equipe planejam continuar procurando materiais biocompatíveis que possam ser usados ​​em aplicações vestíveis. Eles também estão trabalhando no desenvolvimento de supercapacitores que podem armazenar energia gerada a partir de nanogeradores triboelétricos." Usando o nanogerador e o supercapacitor juntos, acreditamos que podemos desenvolver sistemas de energia de próxima geração para eletrônicos vestíveis, biodispositivos e robôs, " ele diz.