Andar para recarregar seu celular e respirar para alimentar seu marca-passo? Isto é o que propõem engenheiros americanos. Flexível e piezoelétrica, sua invenção converte a energia mecânica, portanto o movimento, em eletricidade.

Os pesquisadores da Universidade de Princeton (EUA) conseguiram criar uma lâmina aliando a flexibilidade do silicone e o poderoso efeito piezoelétrico do titano-zirconato de chumbo, ou mais simplesmente PZT.

O PZT é uma cerâmica que converte 80% da energia mecânica que ela recebe quando é deformada em energia elétrica, um rendimento excepcional para um material piezoelétrico. Como o corpo gasta pouca energia quando de seus movimentos, é importante que essa taxa de conversão seja elevada. "O PZT é 100 vezes mais eficiente que o quartzo, um outro material piezoelétrico", sublinha Michael McAlpine, engenheiro mecânico de Princeton.

O silicone tem igualmente a vantagem de ser flexível. O exército americano já havia testado materiais piezoelétricos incluídos nos calçados para gerar eletricidade, mas os soldados se queixavam de dores nos pés. Os cristais e polímeros utilizados eram muito rígidos.


Da flexibilidade...

A idéia é, portanto, tornar flexíveis os materiais piezoelétricos. Ora, se são cristais, logo rígidos, e sua temperatura de cristalização elevada, são incompatíveis com as matrizes de plástico ou látex.

Michael McAlpine e Yi Qi resolveram o problema. Após a produção em alta temperatura de cerâmicas PZT, extraíram nanofitas, quimicamente, por microgravura. As nanofitas, a seguir, foram incorporadas no silicone.

Chips piezo-silicone (piezo-rubber chips), como o batizaram os cientistas, desse nanogerador elétrico flexível.

Créditos: Frank Wojciechowski.

Outras vantagens de sua criação: ele é biocompatível e adaptável em dimensões, sendo produzido com a ajuda de técnicas de impressão microeletrônica.

Sua biocompatibilidade - ou seja, sua ausência de efeito nocivo para o organismo e ausência de reação de rejeição -, permitirá, por exemplo, implantar esse gerador próximo dos pulmões para alimentar um marca-passo. O simples movimento da caixa torácica quando da respiração poderá, então, ser suficiente para gerar a corrente elétrica necessária.

Segundo seus inventores, "a excelente performance da montagem de piezo-fitas aliada à flexibilidade e à biocompatibilidade do silicone poderá abrir caminho para a pesquisa fundamental e aplicada".

Efeito piezoelétrico desencadeado pela deformação da membrana de silicone flexível.

Créditos: American Chemical Society.

Com a multiplicação de têxteis inteligentes, células solares e baterias imprimíveis, este tipo de material poderá, de fato, prometer associações interessantes.

Futura Sciences (Tradução - MIA).

Nota do Scientific Editor: o artigo que deu origem a esta notícia, de título: "Piezoelectric Ribbons Printed onto Rubber for Flexible Energy Conversion", de autoria de Y. Qi, N.T. Jafferis, K. Lyons, Jr., C.M. Lee, H. Ahmad e M.C. McAlpine foi publicado na revista Nano Letters, volume 10, número 2, págs. 524-528, 2010, DOI: 10.1021/nl903377u.

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