Sea flexible con fibras futuristas
La tecnología portátil puede ser el futuro, pero todavía dependemos en gran medida de los materiales que hemos utilizado durante años en dispositivos más grandes como teléfonos inteligentes, principalmente de metal y plástico. El problema es que son demasiado grandes para muchas innovaciones portátiles. Lo que necesitamos es una gama completamente nueva de textiles inteligentes flexibles para llevarnos al siguiente nivel.
Desde alambre de cobre para recolección de energía hasta telas inspiradas en las anguilas eléctricas, estos son algunos de los materiales de próxima generación con los que se fabricarán los dispositivos portátiles futuros.
Un grupo de científicos ha identificado un material capaz de aprovechar la energía cinética, el calor y la luz solar al mismo tiempo. Conocida como KBNNO, la sustancia es un tipo de mineral llamado perovskita. El material es ferroeléctrico y, por tanto, se puede utilizar para generar electricidad aplicando calor o presión. Podría complementar la batería de los dispositivos portátiles e incluso reemplazar completamente las baterías.
Los investigadores, de la Universidad de Oulu en Finlandia, esperan construir un dispositivo de recolección de energía múltiple durante el próximo año, por lo que es posible que KBNNO se pueda utilizar en dispositivos de consumo a finales de la década.
Otra innovación que puede surgir en los futuros dispositivos portátiles es la tela inteligente capaz de recolectar energía del sol y del movimiento humano. Convierte esta energía en electricidad utilizando células solares y nanogeneradores de fibra, y luego se almacena como energía química en supercondensadores con forma de fibra. El sistema textil de carga automática se puede tejer en telas para crear prendas inteligentes capaces de alimentar dispositivos portátiles como teléfonos inteligentes.
Hasta ahora, equipos del Instituto de Tecnología de Georgia y el Instituto de Nanoenergía y Nanosistemas de Beijing de la Academia de Ciencias de China han desarrollado un prototipo basado en una camiseta. Es capaz de alimentar un pequeño sensor o un LED, pero los investigadores esperan crear diseños más potentes en el futuro, incluida la ropa que se pueda lavar.
Crédito de la foto: Foto de la Universidad Purdue / Vaibhav Jain, Manuel Ochoa
Investigadores de la Universidad de Purdue han desarrollado un parche en papel que cambia de color para mostrar diferentes niveles de hidratación. El parche del tamaño de la palma de la mano está hecho de papel de filtro mecanizado con láser para crear una matriz radial de bandas. Estos se laminan con una película impermeable, formando una serie de microcanales que luego se cargan con un tinte activado por agua en un extremo. A medida que aumentan los niveles de sudor, las tiras se activan en secuencia, cambiando de azul a rojo para dar un indicador de un vistazo de los niveles de hidratación.
Los inventores han solicitado una patente y creen que el diseño podría ser más útil para los corredores de maratón y el personal militar, aunque es posible que la tecnología se incorpore a los rastreadores tradicionales de una forma u otra ».
El grafeno no solo es un excelente conductor de electricidad, sino que también es increíblemente flexible, lo que significa que puede usarse para crear componentes eléctricos apenas visibles que permiten pantallas « flexibles ». Si bien la mayoría de los dispositivos portátiles se basan en componentes rígidos unidos a correas, el grafeno podría convertir los propios tejidos en componentes electrónicos flexibles.
Investigadores de la Universidad de Cambridge y la Universidad de Jiangnan ya han desarrollado un método para integrar tintas a base de grafeno en el algodón. Además, un equipo de la Universidad de Tsinghua en Beijing creó seda que es conductora y duradera al alimentar a los gusanos de seda con hojas recubiertas con nanotubos de grafeno y carbono. Ambos métodos podrían integrar la tecnología portátil directamente en la ropa o las pulseras en el futuro.
Una innovación podría convertir chaquetas y otras prendas en baterías solares para dispositivos portátiles. Un investigador de la Universidad de Florida Central se inspiró en las zapatillas con cordones automáticos de Marty McFly de Back To The Future Part II y desarrolló filamentos que recolectan y almacenan la energía del sol. Estas cintas de cobre delgadas y flexibles tienen una celda solar en un lado junto con capas de almacenamiento de energía en el otro y se pueden tejer en alambre.
El hecho de que los propios filamentos puedan almacenar energía significa que no hay necesidad de una batería voluminosa para canalizar la energía. Los investigadores creen que la tecnología sería ideal para uso militar, pero también podría usarse para alimentar teléfonos inteligentes en el futuro.
A medida que se desarrollan nuevos dispositivos portátiles basados en skinpatch, la empresa alemana Covestro quiere que sean más cómodos de usar. La compañía ha desarrollado un parche que utiliza una película de poliuretano termoplástico, un plástico que se puede adaptar a muchas formas diferentes y se utiliza en una variedad de productos, desde aislamiento de espuma hasta condones.
Diseñado para brindar comodidad, el parche es transpirable e hipoalergénico y está diseñado para proteger la electrónica de a bordo. Se fija con un adhesivo hidrófugo sin disolvente. El parche está destinado principalmente a usos médicos, aunque el hardware puede eventualmente integrarse en los dispositivos portátiles de los consumidores.
Una fibra basada en la capacidad de la anguila eléctrica para generar descargas mortales y aturdir a su presa podría eventualmente usarse para alimentar dispositivos portátiles. El sistema eléctrico de la anguila está formado por una serie de celdas de bajo voltaje, cada una capaz de generar una pequeña carga eléctrica. Cuando se apilan miles de estas placas, los órganos abdominales de la anguila que producen electricidad pueden producir un voltaje mucho más alto.
Las fibras sintéticas, creadas por investigadores de la Universidad Fudan de Shanghai, están diseñadas para imitar el sistema eléctrico de la anguila utilizando diminutos nanotubos conductores hilados en una fibra estirable. El equipo descubrió que una fibra de 12 m (39 pies) de largo podría generar unos impresionantes 1000 voltios.
En el futuro, estas fibras podrían tejerse en la ropa de todos los días para alimentar dispositivos portátiles, aunque actualmente la tecnología solo puede almacenar electricidad, en lugar de generarla, por lo que aún queda trabajo por hacer.
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