Novo dispositivo transforma seu corpo em uma bateria biológica

O dispositivo é elástico o suficiente para que você possa usá-lo como um anel, pulseira ou qualquer outro acessório que toque sua pele. Ele também aproveita o calor natural da pessoa – empregando geradores termoelétricos para converter a temperatura interna do corpo em eletricidade.

“No futuro, queremos ser capazes de alimentar seus aparelhos eletrônicos vestíveis sem ter que incluir uma bateria”, disse Jianliang Xiao, autor sênior do novo artigo e professor associado do Departamento Paul M. Rady de Engenharia Mecânica na Universidade do Colorado.

O conceito pode soar como algo saído da série de filmes Matrix , na qual uma raça de robôs escravizou humanos para colher sua preciosa energia orgânica. Xiao e seus colegas não são tão ambiciosos: seus dispositivos podem gerar cerca de 1 volt de energia para cada centímetro quadrado de superfície – menos voltagem por área do que a maioria das baterias existentes fornecem, mas ainda o suficiente para alimentar aparelhos eletrônicos como relógios ou rastreadores de fitness.

Os cientistas já fizeram experiências com dispositivos termoelétricos semelhantes, mas o de Xiao é elástico, pode se curar sozinho quando danificado e é totalmente reciclável, tornando-o uma alternativa mais limpa aos eletrônicos tradicionais.

“Sempre que você usa uma bateria, está esgotando a bateria e, eventualmente, precisará substituí-la”, disse Xiao. “O bom do nosso dispositivo termoelétrico é que você pode usá-lo e fornece energia constante.”

Alta tecnologia

O projeto não é a primeira tentativa de Xiao de fundir humano com robô. Ele e seus colegas já experimentaram projetar “pele eletrônica”, dispositivos vestíveis que se parecem e se comportam de maneira muito semelhante à pele humana real. Essa epiderme de andróide, no entanto, precisa estar conectada a uma fonte de energia externa para funcionar.

Até agora. A mais recente inovação do grupo começa com uma base feita de um material elástico chamado poliimina. Os cientistas então colocam uma série de chips termelétricos finos nessa base, conectando todos com fios de metal líquido. O produto final parece um cruzamento entre uma pulseira de plástico e uma placa-mãe de computador em miniatura ou talvez um anel de diamante moderno.

“Nosso projeto torna todo o sistema extensível sem introduzir muita tensão ao material termoelétrico, que pode ser muito frágil”, disse Xiao.

Finja que saiu para correr. Conforme você se exercita, seu corpo se aquece, e esse calor se irradia para o ar frio ao seu redor. O dispositivo de Xiao captura esse fluxo de energia em vez de desperdiçá-lo.

“Os geradores termoelétricos estão em contato próximo com o corpo humano e podem usar o calor que normalmente seria dissipado no meio ambiente”, disse ele.

Blocos de Lego

Ele acrescentou que você pode facilmente aumentar esse poder adicionando mais blocos de geradores. Nesse sentido, ele compara seu design a um popular brinquedo infantil.

“O que posso fazer é combinar essas unidades menores para obter uma unidade maior”, disse ele. “É como juntar um monte de pequenas peças de Lego para fazer uma grande estrutura. Oferece muitas opções de personalização. ”

Xiao e seus colegas calcularam, por exemplo, que uma pessoa que dá uma caminhada rápida poderia usar um dispositivo do tamanho de uma pulseira esportiva típica para gerar cerca de 5 volts de eletricidade – o que é mais do que muitas baterias de relógio podem reunir.

Como a pele eletrônica de Xiao, os novos dispositivos são tão resistentes quanto o tecido biológico. Se o seu dispositivo se rasgar, por exemplo, você pode juntar as pontas quebradas e elas se selarão em apenas alguns minutos. E quando terminar de usar o dispositivo, você pode colocá-lo em uma solução especial que separará os componentes eletrônicos e dissolverá a base de poliimina – cada um desses ingredientes pode ser reutilizado.

“Estamos tentando tornar nossos dispositivos o mais baratos e confiáveis ​​possível, ao mesmo tempo que causam o impacto mais próximo de zero possível sobre o meio ambiente”, disse Xiao.

Embora ainda haja falhas no design, ele acha que os dispositivos de seu grupo podem aparecer no mercado em cinco a dez anos. Só não diga aos robôs. Não queremos que eles tenham ideias.

O artigo científico foi publicado em Science Advances. Com informações de Universidade do Colorado.