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Nanogenerador inspirado en las anguilas eléctricas

Investigadores del Instituto de Nanoenergía y Nanosistemas de Beijing y de la Academia de Ciencias de la Universidad China han desarrollado un nanogenerador biónico estirable (BSNG) que se inspira en las anguilas eléctricas. Los científicos esperan que la nueva tecnología cumpla con las exigentes demandas de las aplicaciones de equipos portátiles en cuanto a estirabilidad, deformabilidad, biocompatibilidad, impermeabilidad y más.

Fig. 1. BSNG, Nanogenerador biónico (Imagen de TAN Puchuan)

El BSNG (Bionic Stretchable Nanogenerator), que utiliza una tecnología que imita la estructura de los canales iónicos en la citomembrana de los electrocitos de anguila eléctrica, tiene dos amplias aplicaciones: además de proporcionar una fuente de energía potencial para dispositivos electrónicos portátiles en el agua y en tierra, también se puede usar para monitoreo de movimiento humano Debido a su excelente flexibilidad y capacidad de respuesta mecánica. El estudio fue publicado en línea en Nature Communications el 19 de junio.

Este BSNG se basa en un canal biónico sensible mecánicamente que aprovecha el desajuste de tensión entre el polidimetilsiloxano y la silicona.

Al igual que su contraparte de anguila, el BSNG puede generar un voltaje de circuito abierto de hasta 10 V bajo el agua. También puede generar una tensión de circuito abierto de hasta 170 V en condiciones secas.

Nanogenerador biónico estirable

La estructura biónica y el material de BSNG aseguran una capacidad de estiramiento superior. Por ejemplo, BSNG mantuvo un rendimiento de salida estable sin atenuación después de 50,000 pruebas de tracción uniaxial (tasa de tracción del 50%).

Para probar la viabilidad de la tecnología, los investigadores construyeron un sistema de monitoreo de movimiento inalámbrico subacuático basado en BSNG. A través de este sistema, las señales de movimiento bajo diferentes movimientos de natación se pueden transmitir, visualizar y grabar de forma sincrónica. En cuanto a la aplicación del recolector de energía, los investigadores lograron un rescate bajo el agua basado en BSNG.

El BSNGS integrado portátil puede recolectar energía mecánica del movimiento humano y convertirla en energía eléctrica para almacenarla en los condensadores.

En caso de emergencia, la luz de la señal de rescate puede encenderse de forma remota al presionar el disparador de la alarma en frente del cofre.

Fig. 2. Sistema de monitoreo de movimiento humano subacuático inalámbrico en varios sitios basado en BSNG (Imagen de TAN Puchuan)

Debido a sus excelentes propiedades, BSNG es muy prometedor para el uso en piel electrónica, robots blandos, productos electrónicos portátiles y dispositivos médicos implantables.

Fuente Chinese Academy of Sciences