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Dispositivo macio de metal líquido é capaz de gerar energia até embaixo d'água

Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte, nos EUA, criaram um dispositivo macio que transforma movimento em eletricidade e pode funcionar debaixo d`água. O material extensível consegue converter energia mecânica em energia elétrica ao ser esticado, dobrado ou flexionado.

Aplicado em equipamentos vestíveis ou peles artificiais inteligentes de última geração, esse dispositivo poderia aproveitar o movimento constante do corpo humano ou outras fontes mecânicas, como ondas e ventos, para produzir eletricidade de forma autônoma e sustentável.

“A energia mecânica — como a energia cinética de vento, ondas, movimento do corpo e vibrações dos motores — é abundante. Criamos um dispositivo que pode transformar esse movimento mecânico em eletricidade. Um de seus atributos notáveis ​​é que ele funciona perfeitamente bem em ambientes úmidos”, afirma o professor de engenharia Michael Dickey, autor principal do estudo.

Metal líquido

O coletor de energia desenvolvido pelos pesquisadores funciona com uma liga de metal líquido composta por gálio e índio. Essa liga é coberta por um hidrogel fabricado com um polímero macio e elástico, que incha em contato com a água onde estão os sais dissolvidos que formam os íons.

Como esses íons se reúnem na superfície do metal, eles induzem carga positiva ao material. Ao ampliar mecanicamente a área de contato do dispositivo, o aumento desse espaço atrai mais carga ao sistema, gerando a eletricidade que é capturada por meio de um fio conectado ao equipamento.

Esquema de funcionamento da liga de metal líquido no hidrogel (Imagem: Reprodução/NCSU)
Esquema de funcionamento da liga de metal líquido no hidrogel (Imagem: Reprodução/NCSU)

“Como o dispositivo é macio, qualquer movimento mecânico pode causar sua deformação, incluindo esmagamento, alongamento e torção”, diz Dickey. “Isso o torna versátil para a captação de energia mecânica, já que o hidrogel é elástico o suficiente para ser esticado em até cinco vezes seu comprimento original.”

Até debaixo d'água

Ao deformar o dispositivo em apenas alguns milímetros, os cientistas conseguiram gerar uma densidade de potência de aproximadamente 0,5 mW m^-2, sem a utilização de uma fonte de tensão externa para fornecer carga. Essa quantidade de eletricidade é comparável a outras tecnologias de captação de energia, como baterias convencionais.

Esse coletor de energia também possui uma capacidade única de operar com eficiência debaixo d’água, mostrando aplicações promissoras em equipamentos e sensores vestíveis que entram em contato com o suor ou em dispositivos autônomos de detecção que funcionam em lugares úmidos.

“Existe um caminho para aumentar a potência e a produção de energia do coletor nessas condições. Este recurso exclusivo permite aplicações em equipamentos biomédicos, roupas esportivas e ambientes marinhos. O próximo passo será descobrir como essa tecnologia pode ser usada para captar energia das ondas do oceano”, encerra o professor Dickey.

Fonte: Canaltech

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