O impulso para dispositivos de baixo consumo de energia tem sido uma direção que a indústria eletra´nica sempre buscou. A mudança para iluminação LED de baixa potaªncia éum bom exemplo dessa tendaªncia. Outra via éo desenvolvimento de dispositivos autossuficientes de captação de energia. A ideia aqui éusar materiais que exibam efeitos piezoelanãtricos e triboelanãtricos para converter energia meca¢nica em energia elanãtrica. Os materiais piezoelanãtricos geram uma carga elanãtrica quando estressados ​​mecanicamente, enquanto o efeito triboelanãtrico éo acaºmulo de cargas em dois materiais diferentes depois que eles entram em contato um com o outro.

Nanogeradores piezoelanãtricos (PENG), nanogeradores triboelanãtricos (TENG) e atémesmo coletores de energia piezo-triboelanãtricos ha­bridos (HNG) que melhoraram as capacidades de captação de energia foram desenvolvidos com o objetivo de alimentar eletra´nicos de baixa potaªncia por movimento simples. Esses dispositivos geralmente requerem materiais dielanãtricos que retem sua polarização, e materiais multiferra³icos que exibem propriedades ferromagnanãticas e ferromagnanãticas são adequados para essa tarefa.

Agora, em um estudo recente publicado na Nano Energy, pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk (DGIST), Coreia e Instituto Indiano de Tecnologia, Guwahati, andia, desenvolvem um filme composto que pode ser usado em combinação com outros materiais para produzir energia colheita de geradores. O filme composto foi desenvolvido usando uma técnica econa´mica em que um material multiferra³ico, titanato de bismuto Bi 4 Ti 3 O 12 (ou BiTO), foi adicionado a um pola­mero triboelanãtrico flexa­vel (PDMS).

"Nossa principal motivação por trás deste trabalho foi desenvolver um material multiferra³ico a  temperatura ambiente com alta permissividade colossal para colheitadeiras de energia piezo-triboelanãtricas ha­bridas", explica o Prof. Hoe Joon Kim da DGIST, que liderou o estudo. Ao prensar o filme BiTO-PDMS entre camadas de aluma­nio, os pesquisadores fabricaram um HNG que gera uma carga elanãtrica quando pressionado e liberado.

Mas como essas camadas maºltiplas geram uma corrente? A resposta estãonas propriedades do filme e em sua resposta a  ação meca¢nica. As camadas funcionam como eletrodos e a  medida que o dispositivo épressionado e liberado, a natureza piezoelanãtrica e triboelanãtrica do filme se sinergizam entre si para gerar cargas nos eletrodos, criando uma voltagem. Este efeito sinanãrgico foi encontrado para melhorar o desempenho de captação de energia. Usando vários desses HNGs, os pesquisadores construa­ram um HNG com várias unidades que era capaz de alimentar um rela³gio de pulso e uma calculadora.

Empolgado com a importa¢ncia do estudo, o Prof. Kim afirma: "Pela primeira vez, o material multiferra³ico monofa¡sico a  temperatura ambiente com constante dielanãtrica colossal foi alcana§ado. A amplificação da polarização interna do pola­mero foi melhorada, aumentando a captação de energia desempenho da colheitadeira de energia ha­brida. "

Como o progresso continua a ser feito para melhorar o desempenho de coleta de energia dos nanogeradores, esses minaºsculos dispositivos podem um dia invalidar as baterias em muitos casos, tornando a eletra´nica mais sustenta¡vel e autossuficiente.