Cientistas da Universidade de Massachussets Amherst inventam tecido gerador de energia

Os cientistas da Universidade de Massachusetts Amherst inventaram uma maneira de aplicar eletrodos flexíveis, respiráveis e livres de metal em tecidos e roupas, gerando energia para alimentar pequenas peças eletrônicas. Isso significa que em breve será possível adquirir uma jaqueta leve e confortável que poderá iluminar os caminhos de quem corre à noite, por exemplo.

Segundo artigo publicado na edição online da revista Advanced Functional Materials, uma pesquisa sobre esses materiais vem sendo realizada por uma equipe de cientistas, liderados por Trisha Andrew e Lu Shuai Zhang.

Andrew é diretora de wearable electronics no Center for Personalised Health Monitoring do Institute of Applied Life Sciences (IALS) (Instituto de Ciências Aplicadas) da Universidade de Massachusetts Amherst. Seu laboratório também desenvolveu um monitor de freqüência cardíaca portátil, que pode ser agregado em um top para fitness, com oito eletrodos de monitoramento, e que em breve será testado em voluntários no IALS.

De acordo com Trisha Andrew: ”Nosso laboratório se concentra em eletrônica têxtil. Nosso objetivo é construir a ciência dos materiais para que você possa ter qualquer peça de vestuário, qualquer tecido, transformado em um condutor de energia. Esses tecidos condutores poderão ser transformados em energia sofisticada. Uma dessas aplicações é pegar energia do movimento do corpo e convertê-la em eletricidade".

Segundo a cientista, "Transformar tecidos em energia, e possibilitar o monitoramento de dados de saúde é importantes para os militares e está sendo cada vez mais valorizado pela indústria de cuidados com a saúde”.

"Gerar pequenas correntes elétricas através do movimento relativo das camadas é chamado de carga triboelétrica", explica Andrew. Os materiais podem se tornar eletricamente carregados com o atrito contra um material diferente, tal como ocorre ao se esfregar um pente em uma malha. "Ao intercalar camadas de materiais diferentes entre dois eletrodos condutores, alguns microwatts de energia podem ser gerados", diz ela.

Os cientistas usam o método de deposição de vapor para revestir tecidos com um polímero condutor, o poli (3,4-etilenodioxitiofeno) também conhecido como PEDOT, para fabricar tecidos resistentes ao alargamento e ao desgaste do uso, e que permaneçam estáveis após a lavagem e engomagem. O revestimento mais espesso que colocam é de cerca de 500 nanômetros, ou cerca de 1/10 do diâmetro de um cabelo humano, que mantém a sensação de toque de um tecido.

O artigo descreve os resultados de testes realizados em 14 tecidos, incluindo cinco tipos de algodão, linho e seda.

"Nosso trabalho descreve a ciência de materiais necessários para a fabricação de condutores robustos. Nós demonstramos que eles são estáveis para a lavagem, fricção, suor humano e uma variedade de desgaste provocados pelo uso", diz Trisha Andrew. O revestimento PEDOT não alterou a sensação de toque de qualquer tecido. O revestimento não aumentou o peso do tecido em mais de 2%. O trabalho foi apoiado pelo Gabinete de Investigação Científica da Força Aérea.

"Há uma forte motivação para usar algo que já é familiar, como o fio de algodão/seda, tecidos e roupas, e adaptar imperceptivelmente a uma nova aplicação tecnológica. Este é um salto enorme para os produtos de consumo, se você não tiver que convencer as pessoas a usarem algo diferente do que eles já estão acostumadas a vestir”, acrescenta Andrew.

"Os resultados dos testes, às vezes, eram uma surpresa", observa a cientista. "Você ficaria surpreso na tensão que suas roupas passam até você ter um revestimento que vai sobreviver ao estiramento, como é o caso de vestir uma blusa pela cabeça. A tensão pode chegar em até mil newtons. Para comparação, um passo é igual a cerca de 10 newtons. Se o revestimento não for estável, um único puxar vai estragar tudo É por isso que tínhamos de mostrar que poderíamos dobrar o tecido, esfregar e torturar. Este é um requisito essencial antes de avançar".