Engenheiros da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, desenvolveram folhas de borracha flexíveis capazes de gerar eletricidade a partir do movimento.
As folhas flexíveis poderão ser utilizadas na fabricação de acessórios, roupas e sapatos, aproveitando os movimentos naturais do corpo, como a respiração e o caminhar, para alimentar marcapassos, telefones celulares e outros equipamentos portáteis.
Piezoeletricidade
O material, composto por nanofitas de cerâmica incorporadas em folhas de borracha de silicone, gera eletricidade quando flexionado – um fenômeno conhecido como piezoeletricidade.
A ideia não é nova e já existem vários protótipos de nanogeradores que exploram a energia biomecânica e de vários tipos de músculos artificiais baseados no mesmo princípio.
Recentemente, foi vencido um grande desafio para o aproveitamento prático das vibrações de frequência variável da natureza na geração de eletricidade – veja Energia gerada a partir de movimentos da natureza rivaliza com baterias.
Mas esta é a primeira vez que os pesquisadores conseguem combinar com sucesso as nanofitas de titanato-zirconato de chumbo (PZT), um material cerâmico que é piezoelétrico, com o silicone, que é flexível, barato e biocompatível, já sendo utilizado em implantes e outros dispositivos médicos.
Piezo-borracha
Dentre os vários tipos de materiais piezoelétricos, o PZT é o mais eficiente que se conhece até hoje, sendo capaz de converter 80% da energia mecânica aplicada a ele em energia elétrica.
“O PZT é 100 vezes mais eficiente do que o quartzo, outro material piezoelétrico,” explica Michael McAlpine, que liderou o projeto. “Você não gera tanta energia assim ao caminhar ou respirar, então você vai querer aproveitá-la da forma mais eficiente possível.”
Os pesquisadores primeiro fabricaram as nanofitas de PZT – tiras tão estreitas que 100 delas colocadas lado a lado cabem em um espaço de um milímetro. Em um processo separado, eles incorporaram essas fitas em folhas de borracha de silicone, criando o que eles chamaram de “chips de piezo-borracha”.
Tênis que geram energia
O uso do silicone faz os cientistas acreditarem que será muito mais fácil utilizar a sua piezo-borracha em dispositivos práticos, inclusive implantados no corpo humano.
“Os novos dispositivos geradores de eletricidade poderiam ser implantados no corpo para alimentar dispositivos médicos perpetuamente, e o corpo não os rejeitará,” disse McAlpine.
Mas esta é só uma previsão, e o uso prático do novo material terá que ser antes avaliado pelas autoridades de saúde, devido principalmente à presença da cerâmica PZT. Nenhuma avaliação desse tipo foi feita nesta pesquisa.
Mas o uso externo do material não impõe tantas restrições. Tênis e sapatos feitos com a borracha piezoelétrica, por exemplo, poderão aproveitar os movimentos de uma caminhada ou de uma corrida para recarregar o celular ou alimentar o tocador de MP3. O mesmo poderia ser feito com coletes que utilizem o movimento do tórax durante a respiração.
Atuador para robôs
Além de gerar eletricidade quando é flexionado, o oposto também é verdadeiro: a piezo-borracha flexiona quando uma corrente elétrica é aplicada sobre ela.
Isso abre possibilidades para outros tipos de aplicações, como seu o uso em equipamentos médicos de microcirurgia, afirma McAlpine, sempre de olho na área médica.
Essa ação mecânica faz a piezo-borracha funcionar como um atuador, uma espécie de músculo artificial, de grande interesse na área de robótica, por permitir a construção de robôs mais leves, menores e com menor consumo de energia.
“A beleza [deste material] é que é tudo escalável,” afirmou Yi Qi, coautor da pesquisa. “Conforme avançarmos na fabricação dessas borrachas, seremos capazes de fazer folhas maiores e maiores, capazes de gerar mais e mais energia.”
Autor: Inovação Tecnológica
