DeNunCianDo - Material capaz de obtener energía del vapor de agua del ambiente

Un equipo de ingenieros ha creado una nueva película de polímero que puede generar electricidad utilizando un recurso muy común: el vapor de agua presente en el ambiente.

Las láminas del nuevo material, desarrollado por el equipo de Mingming Ma y Robert Langer, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, se abarquillan y enderezan constantemente, a medida que absorben pequeñas cantidades de vapor de agua.

Aprovechando este movimiento continuo, es factible accionar extremidades robóticas o generar suficiente electricidad para energizar dispositivos electrónicos nanométricos e incluso micrométricos, como por ejemplo sensores medioambientales.

Cuando se usa un sensor energizado por una pila eléctrica, ésta (o el sensor entero) tiene que ser reemplazada periódicamente. Si en vez de la batería se utiliza este nuevo dispositivo, es factible que el sensor se pueda abastecer exclusivamente de energía del ambiente, lo que le permitirá funcionar sin reemplazos durante mucho más tiempo.

Las láminas del polímero obtienen la energía del gradiente entre un espacio seco y otro rico en agua. Cuando las láminas de 20 micrómetros de espesor se depositan en una superficie con humedad, aunque sea poca, la capa del fondo absorbe el agua evaporada obligando a la lámina a abarquillarse y así levantarse parcialmente de la superficie. Una vez que el fondo de la lámina se expone al aire, libera la humedad con rapidez, se vuelve a enderezar y a tocar de nuevo la superficie, donde comienza a abarquillarse de nuevo. Como este ciclo se repite, el movimiento continuo de la lámina convierte la energía del gradiente de humedad en energía mecánica.

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Láminas del nuevo material retorciéndose
y moviéndose. (Foto: MIT)

Estas láminas podrían actuar como accionadores (en esencia, un motor) o como generadores. En su función de accionador, el material funciona como un "minitractor" accionado por el agua, y puede ser sorprendentemente poderoso: Los investigadores han demostrado que 25 miligramos de película pueden alzar una carga de losetas de vidrio que supera en unas 380 veces el peso de la lámina, o transportar una carga de cables de plata de 10 veces el peso de la lámina.

Con el agua como única fuente de energía, las láminas de este tipo podrían reemplazar a los accionadores energizados por electricidad empleados para controlar extremidades en robots minúsculos. Y además, las láminas no necesitan mucha agua. Una cantidad de humedad muy pequeña ya es suficiente para ponerlas en movimiento.

La energía mecánica generada por el material también puede convertirse en electricidad acoplando una película del polímero con un material piezoeléctrico que convierta la tensión mecánica en una carga eléctrica. Este sistema puede generar una potencia promedio de 5,6 nanovatios, que pueden almacenarse en condensadores para energizar dispositivos microelectrónicos de consumo extremadamente bajo, como los sensores de humedad y de temperatura, permitiéndoles hacer una medición cada vez que el sistema esté a plena carga.

Si se utiliza para generar electricidad en una escala más grande, el material podría ser ubicado en grandes cantidades sobre un río o lago. O podría integrarse en la ropa, permitiendo que la evaporación del sudor de la persona que llevara puesta la prenda fuera suficiente para energizar dispositivos tales como sensores de vigilancia médica.

Fuente: MIT