Ya hay tecnología que podés vestir, como faldas con luces LED y chaquetas que se iluminan, pero hay algo que juega en contra: la enorme batería. Y esa misma batería es el problema de mucha tecnología que podés vestir, y que no: es pesada e inflexible.

Millones de personas llevan su tecnología en bolsos y bolsillos cada día. De teléfonos a tablas, a laptops, son esenciales para la interconexión que demanda el mundo actual, no solo para trabajar sino para contactar a nuestros afectos. Lo más natural sería usar nuestra tecnología, en vez de cargarla. Pero para hacer de la tecnología una prenda, tenemos que alejarnos de las piezas de software sólidas y rectangulares y migrar a soluciones más flexibles y ligeras.

Las baterías convencionales son responsable de una parte importante del peso de nuestro equipos. Unir esos bloques de poder a nuestra ropa y accesorios causa una distribución extraña de peso; de forma que los investigadores están buscando nuevas formas de darle poder a nuestros objetos tecnológicos, creando soluciones parecidas a la tela.
Los supercapacitores tienen una función similar a las baterías pero se diferencian en su carga rápida y sus avances que les permiten ser más ligeros. La efectividad del almacenamiento de energía se evalúa principalmente al observar la densidad de energía, la densidad de potencia y la estabilidad del ciclo. Los supercondensadores a menudo tienen una alta densidad de potencia pero baja densidad de energía, lo que limita la cantidad de energía que se puede almacenar. Las baterías a menudo tienen las características opuestas, lo que resulta en una carga lenta.

La Universidad de Manchester recientemente publicó un estudio anunciando que sus investigadores habían creado un supercapacitor imprimiendo serigraficamente tinta de óxido de grafeno directamente sobre tela de algodón. El óxido de grafeno es una forma del grafeno (una capa atómica de grafito, el material de los lápices) que puede ser producida a un costo relativamente bajo en una solución similar a la tinta. Hacer un medio de almacenamiento de energía que pueda ser directamente aplicado en una capa fina sobre tela reduce drásticamente el peso de la batería. “El dispositivo también es lavable, lo que hace posible usarlo en la ropa inteligente a futuro”, dijo Amor Abdelkader, coautor del estudio. “Creemos que este trabajo abrirá la puerta para imprimir otro tipo de artefactos en telas utilizando tintas de materiales 2D.”

 

Apenas el mes pasado, el Instituto de Tecnología de Georgia también anunció desarrollo en nuevos supercapacitores flexibles que pueden darle energía a la tecnología usable. En vez de ser desarrollado en tela, los desarrolladores decidieron utilizar papel. Su artefacto utiliza nanopartículas metálicas para cubrir las fibras del papel. En este experimento específico, se aplicaron oro y un aglutinante en una serie de capas para crear electrodos de supercondensadores con alta energía y densidades de potencia. El resultado es una gran superficie que funciona como colector de corriente. A pesar de que el experimento se realizó utilizando pedazos pequeños de papel, los investigadores creen que el proceso puede escalarse sumergiendo el papel en tanques más grandes o utilizando una técnica de pulverización. “No debería haber limitaciones al tamaño de las muestras que podemos producir” dijo Seung Woo Lee, profesora asistente en el Instituto de Tecnología de Georgia. “Solo necesitamos establecer el espesor de capa óptimo que proporcione una buena conductividad, mientras se minimiza el uso de las nanopartículas para optimizar el equilibrio entre costo y rendimiento.”
Después de pruebas, el equipo de Georgia descubrió que aun después de doblar el papel miles de veces, este podía seguir conduciendo electricidad como si nunca lo hubieran doblado. Esto dio a los investigadores las esperanza de que esta sea la solución para el diseño de tecnología usable que puedan adaptarse al movimiento del cuerpo humano.


La energía debe generarse antes de ser almacenada en baterías o supercapacitores. Mientras que los métodos tradicionales dependen de cargar utilizando un enchufe, investigadores de las Universidades de Texas (en Dallas) y de Hanyang (en Surcorea) tienen un objetivo un poco más alto. Ya que la tecnología usable por lo general va a estar en movimiento, los equipos se moverán con sus usuarios. El equipo de investigadores decidieron aprovechar el movimiento utilizando nanotubos de carbono -cilindros de carbono huecos con un diámetro 10000 veces menor que un cabello humano.

Como reportó la revista Science, estos nanotubos de carbón pueden ser retorcidos para formar hilo, lo que los investigadores conocen como “cosechadora de twistron”: Aprovechan tanto la torsión como la extracción de energía mecánica y la convierten en electricidad.

Para que los hilos fueran altamente elásticos, el equipo los enrolló como una goma elástica retorcida. Luego, para generar electricidad, los hilos se sumergieron o recubrieron con un material iónicamente conductor (o electrolito), en este caso, una simple mezcla de sal común de mesa y agua, que ayuda al hilo a conducir la electricidad. Cuando la persona usa ropa hecha con este hilo, sus movimientos generan electricidad.
Estas nuevas creaciones todavía tienen similaridades con otras creaciones de supercapacitores. Pero su mayor diferencia es que no se necesitaría carga adicional. “Fundamentalmente, estos hilos son supercapacitores” dijo Na Li, científica investigadora del Instituto NanoTech y coautora líder del estudio. “En un capacitor normal, utilizas la energía, como la que viene de una batería, para cargar el capacitor. Pero en este caso, cuando insertamos el hilo de nanotubos de carbono en un baño de electrolitos, se cargan con el propio electrolito. No se necesita batería externa o voltaje.”
En el laboratorio, los investigadores probaron que un hilo de twistron con peso menor a una mosca puede dar energía a una pequeña luz LED, que se ilumina cada vez que el hilo se estira. Los investigadores también cosieron retazos de twistron en una camisa. La respiración normal estira el hilo y genera una señal eléctrica, demostrando su potencial como un sensor de respiración autónomo.

Los científicos esperan bajar los precios de la tecnología asociada a los supercapacitores para permitirles expandirse en los próximos años. Mientras aumente la facilidad de uso, estos supercapacitores de tela, papel e hilo serán capaces de salir de los laboratorios y entrar en nuestras vidas.

Fuente

Leave a Reply