Investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia han desarrollado el primer nanogenerador viable comercialmente, un chip flexible que puede utilizar los movimientos corporales para generar electricidad. Los resultados del estudio se han hecho públicos durante la reunión anual de la Sociedad Americana de Química que se celebra en Anaheim (Estados Unidos).
Según explica Zhong Lin Wang, responsable del estudio, "este avance representa un hito en la producción de la electrónica portátil que se carga de energía mediante el movimiento corporal sin el uso de baterías ni recargas eléctricas. Nuestros nanogeneradores están abocados a cambiar las vidas en el futuro. Su potencial está sólo limitado a la imaginación de cada uno".
Las últimas mejoras en el dispositivo de Wang han dado lugar a un nanogenerador lo suficientemente potente como para dar potencia a pantallas de cristal líquido, diodos emisores de luz y diodos láser. Al almacenar las cargas generadas utilizando un capacitador, la energía resultante es capaz de impulsar un sensor y transmitir la señal sin cables.
"Si podemos mantener la tasa de mejora, el nanogenerador podría dar lugar a un amplio rango de otras aplicaciones que requieren más potencia", señala Wang. Como ejemplo, el investigador citó dispositivos electrónicos personales que recibirían energía de nanogeneradores activados por los pasos dentro de la suela de un zapato; bombas de insulina implantadas que reciben energía del latido cardiaco; y sensores ambientales impulsados por nanogeneradores propulsados por la brisa.
Los investigadores demostraron la capacidad comercial del nanogenerador utilizándolo para dar energía a una luz LED y a un cristal líquido com los utilizados en muchos dispositivos electrónicos, como calculadoras y ordenadores. La energía procedía de apretar el nanogenerador entre dos dedos.
La clave de la tecnología son los nanocables de óxido de zinc (ZnO). Los nanocables de ZnO son piezoeléctricos, pueden generar una corriente eléctrica cuando se estira o flexiona. Ese movimiento puede realizarlo cualquier movimiento corporal como caminar, el latido cardiaco o el fluir sanguíneo por el cuerpo. Los nanocables pueden también generar electricidad en respuesta al viento, las ruedas o muchas clases de movimiento.
El diámetro de un nanocable ZnO es tan pequeño que 500 de ellos pueden encontrarse en la anchura de un cabello humano. El grupo de Wang descubrió la forma de capturar y combinar las cargas eléctricas de millones de cabeles de óxido de zinc en la nanoescala.
Los investigadores también desarrollaron una forma eficaz de depositar los nanocables en chips de polímero flexible, cada uno del tamaño de la cuarta parte de un sello de correos. Cinco de estos nanogeneradores colocados juntos producen alrededor de 1 microamperio de corriente de 3 voltios, alrededor del mismo voltaje que generan dos pilas AA.
Wang concluye que el siguiente paso es mejorar la energía resultante del nanogenerador y encontrar una empresa que lo produzca. El investigador estima que el producto podría revolucionar el mercado en tres a cinco años. La primera aplicación podría ser una fuente de energía para diminutos sensores ambientales y para el control de infraestructuras.