Este material genera electricidad con el calor de la piel y se repara a sí mismo

Los investigadores han desarrollado un dispositivo elástico que se puede poner sobre la piel, se autorepara y puede encender un LED utilizando sólo el calor de la piel

Uno de los inconvenientes de las pulseras de fitness y otros dispositivos portátiles es que sus baterías acaban agotándose. Pero, ¿y si en el futuro la tecnología para llevar puesta pudiera utilizar el calor corporal para alimentarse?

Investigadores de la Universidad de Washington han desarrollado un prototipo electrónico flexible y duradero capaz de recoger la energía del calor corporal y convertirla en electricidad que puede utilizarse para alimentar pequeños dispositivos electrónicos, como baterías, sensores o LED. Este dispositivo también es resistente: sigue funcionando incluso después de ser perforado varias veces y luego estirado 2.000 veces. El equipo detalla estos prototipos en un artículo publicado el 30 de agosto en Advanced Materials.

«Tuve esta idea hace mucho tiempo», explica Mohammad Malakooti, autor principal y profesor adjunto de Ingeniería Mecánica en la UW. «Cuando te pones este dispositivo en la piel, utiliza el calor corporal para alimentar directamente un LED. En cuanto te pones el dispositivo, el LED se enciende. Esto no era posible antes».

Tradicionalmente, los dispositivos que utilizan el calor para generar electricidad son rígidos y quebradizos, pero Malakooti y su equipo crearon antes uno muy flexible y blando para que pueda adaptarse a la forma del brazo de una persona.

Este dispositivo se diseñó desde cero. Los investigadores empezaron con simulaciones para determinar la mejor combinación de materiales y estructuras del dispositivo y luego crearon casi todos los componentes en el laboratorio.

Metal líquido y semiconductores

Tiene tres capas principales. En el centro hay semiconductores termoeléctricos rígidos que hacen el trabajo de convertir el calor en electricidad. Estos semiconductores están rodeados de materiales compuestos impresos en 3D con baja conductividad térmica, lo que mejora la conversión de energía y reduce el peso del dispositivo. Para proporcionar elasticidad, conductividad y autorregeneración eléctrica, los semiconductores se conectan con trazas de metal líquido impresas. Además, hay gotas de metal líquido incrustadas en las capas exteriores para mejorar la transferencia de calor a los semiconductores y mantener la flexibilidad porque el metal sigue siendo líquido a temperatura ambiente. Todo, excepto los semiconductores, se diseñó y desarrolló en el laboratorio de Malakooti.

Además de para llevar puestos, estos dispositivos podrían ser útiles en otras aplicaciones, afirma Malakooti. Una idea es utilizar estos dispositivos con aparatos electrónicos que se calientan.

«Se puede imaginar pegarlos a componentes electrónicos calientes y utilizar ese exceso de calor para alimentar pequeños sensores», explica Malakooti. «Esto podría ser especialmente útil en los centros de datos, donde los servidores y equipos informáticos consumen mucha electricidad y generan calor, lo que requiere aún más electricidad para mantenerlos fríos. Nuestros dispositivos pueden capturar ese calor y reutilizarlo para alimentar sensores de temperatura y humedad. Este enfoque es más sostenible porque crea un sistema autónomo que supervisa las condiciones al tiempo que reduce el consumo total de energía. Además, no hay que preocuparse por el mantenimiento, el cambio de pilas o la instalación de nuevos cables».

Estos dispositivos también funcionan a la inversa, en el sentido de que la adición de electricidad les permite calentar o enfriar superficies, lo que abre otra vía de aplicaciones.

«Esperamos poder añadir algún día esta tecnología a sistemas de realidad virtual y otros accesorios portátiles para crear sensaciones de frío y calor en la piel o mejorar el confort general», afirma Malakooti. «Pero aún no hemos llegado a ese punto. Por ahora, empezamos con accesorios que son eficaces, duraderos y proporcionan información sobre la temperatura».

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