Fonte de energia customizada, para eletrônicos wearable (Computação vestível)

Cientistas da Nanyang Technological University, Singapura (NTU Singapore) criaram uma fonte de energia customizável, semelhante a uma tela, que pode ser cortada, dobrada ou esticada sem perder sua função.

O supercapacitor funciona bem mesmo quando esticado. Crédito: NTU Singapura

Dirigido pelo Professor Chen Xiaodong, Cadeira Associada (Faculdade) na Escola de Ciência e Engenharia de Materiais, a equipe relatou na revista Advanced Materials (edição impressa de 8 de janeiro) como eles criaram a fonte de energia portátil, um supercapacitor, que funciona como um bateria de carregamento rápido e pode ser recarregada muitas vezes.

Crucialmente, eles tornaram o seu supercapacitor personalizável ou “editável”, o que significa que sua estrutura e forma podem ser alteradas após a sua fabricação, mantendo sua função como fonte de energia. Os supercapacitores estiraveis existentes são feitos em projetos e estruturas predeterminados, mas a nova invenção pode ser esticada de forma direta, e é menos provável que seja incompatível quando é unido a outros componentes elétricos.

O novo supercapacitor, quando editado em uma estrutura em forma de favo de mel, tem a capacidade de armazenar uma carga elétrica quatro vezes maior do que a maioria dos supercapacitores esticáveis ​​existentes. Além disso, quando esticado a quatro vezes seu comprimento original, ele mantém quase 98 por cento da capacidade inicial de armazenar energia elétrica, mesmo após 10.000 ciclos de estiramento e liberação.

As experiências feitas pelo Prof Chen e sua equipe também mostraram que quando o supercapacitor editável foi emparelhado com um sensor e colocado no cotovelo humano, ele apresentou melhor desempenho do que os supercapacitores estiraveis existentes. O supercapacitor editável foi capaz de fornecer um fluxo estável de sinais, mesmo quando o braço estava balançando, que são então transmitidos sem fio para dispositivos externos, como aquele que captura a freqüência cardíaca de um paciente.

Os autores acreditam que o supercapacitor editável poderia ser facilmente produzido em massa, pois dependeria das tecnologias de fabricação existentes. O custo da produção será, portanto, baixo, estimado em cerca de R $ 0,13 (US $ 0,10) para produzir 1 cm2 do material.

A equipe apresentou uma patente para a tecnologia

O professor Chen disse: “Um supercapacitor confiável e editável é importante para o desenvolvimento da indústria de eletrônicos wearable. Ele também abre todo o tipo de possibilidades no domínio da” Internet-of-Things “quando a eletrônica wearable pode se alimentar com confiança e conectar-se e comunique-se com os aparelhos domésticos e outros ambientes.

“Meu próprio sonho é combinar um dia nossos supercondensadores flexíveis com sensores portáteis para diagnósticos de desempenho de saúde e esportes. Com a capacidade de eletrônicos wearable para se poderem, você poderia imaginar o dia em que criamos um dispositivo que poderia ser usado para monitorar uma maratona corredor durante uma corrida com grande sensibilidade, detectando sinais de ambos sob e excesso de esforço “.

O supercapacitor editável é feito de material compósito de nanofios de dióxido de manganês reforçado. Enquanto o dióxido de manganês é um material comum para supercapacitores, a estrutura ultralong de nanofios, reforçada com uma rede de nanotubos de carbono e fibras de nanocelulose, permite que os eletrodos resistam às tensões associadas durante o processo de personalização.

A equipe da NTU também colaborou com o Dr. Loh Xian Jun, Cientista Sênior e Chefe do Departamento de Materiais Suaves do Instituto de Pesquisa e Engenharia de Materiais (IMRE), Agência de Ciência, Tecnologia e Pesquisa (A * STAR).

Dr. Loh disse: “Customizáveis ​​e versáteis, essas fontes de energia interligadas e semelhantes a tecidos podem oferecer uma funcionalidade plug-and-play, mantendo o bom desempenho. Sendo altamente esticáveis, essas fontes de energia flexíveis são promissoras da” geração “da próxima geração, dispositivos de armazenamento de energia que poderiam ser integrados em eletrônicos wearable “.

 

Fonte: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/01/180130094725.htm

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