video: Demonstration of how a twistron harvester could be used as a strain sensor. This type of sensor could be used for things such as monitoring breathing, if sewn into a shirt for example. This material relates to a paper that appeared in the Aug. 25, 2017, issue of Science, published by AAAS. The paper, by S.H. Kim at Hanyang University in Seoul, South Korea, and colleagues was titled, "Harvesting electrical energy from carbon nanotube yarn twist." view more
Credit: S.H. Kim <i>et al., Science</i> (2017)
Los científicos han desarrollado un tipo de "hilo", formado por nanotubos de carbono, que puede recoger energía a partir de los movimientos de torsión o estiramiento. Este método podría ser útil para desarrollar sensores de movimiento o para recolectar energía de las olas oceánicas, entre otras fuentes. Convertir la energía mecánica en electricidad es un medio atractivo para crear dispositivos autoalimentados y aprovechar la energía procedente de fuentes naturales. Sin embargo, los esfuerzos para aprovechar la energía a partir de movimientos de estiramiento o de torsión se han limitado a circuitos con corrientes muy pequeñas. En esta ocasión, Shi Hyeong Kim y sus colegas han descubierto que dar unos giros a un material permite recorrer un largo trecho. Tomaron láminas de nanotubos de carbono de pared múltiple y los hicieron girar en hilados de alta resistencia. En lugar de simplemente retorcerlos un poco, los investigadores retorcieron las hojas tan firmemente que formaron bobinas. Al analizar la capacidad de estas bobinas para transferir el movimiento de tipo muelle a energía, descubrieron que eran mucho más eficaces que el material que simplemente retorcido, sin llegar a enrollarse. Al desenrollar el hilo bobinado en una pequeña cantidad no se producía una pérdida de bobina, sino que el diámetro de la bobina aumentaba, mejorando su capacidad conductora. Los investigadores combinaron los nanotubos bobinados en una celda para crear un dispositivo de recolección de energía, que denominaron cosechadora de twistron (del inglés "twist", retorcer). Al probar la capacidad del twistron para cosechar energía de las olas oceánicas frente a la costa de Corea del Sur, el dispositivo de 10 centímetros de largo alcanzó una tensión de 46 mV y una potencia de salida media de 1,79 mW. Además, demostraron que el dispositivo podría actuar como sensor de movimiento, por ejemplo cosiéndolo a una camisa para controlar el movimiento asociado con la respiración.
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