Muchas veces les hemos contado de avances tecnológicos que pretenden revolucionar al mundo en base a la miniaturización. Sin ir más lejos, recientemente les hablamos de una noticia que contaba que el mayor problema de trabajar a una escala nanométrica era que no existía forma de diseñar fuentes de energía para esos tamaños. Sin embargo, lo anterior no es del todo cierto.
Científicos del Colegio de Materiales de la Ciencia («School of Materials Science») del Instituto de Tecnología de Georgia, acaban de demostrar un generador a nano escala el cual podría entregar electricidad a maquinarias microscópicas al obtenerla del medioambiente que lo rodea.
De acuerdo a Zhong Lin Wang, Profesor del Instituto, el generador puede convertir energía mecánica proveniente de fuentes del ambiente, tales como ondas ultrasónicas, vibración mecánica, torrente sanguíneo, etc., en corriente eléctrica continua. El dispositivo podría permitir la implementación de nanomaquinarias para ser integradas en Silicio o incluso en el cuerpo humano sin requerir de baterías o fuentes de energía externas.
Detalles sobre este nanogenerador, el cual es construido usando una matriz de nanofilamentos de óxido de zinc, serán entregados el 6 de Abril en la edición de la revista Science.
«El Nanogenerador»
De acuerdo a Zhong Lin Wang,
«Este es un gran paso hacia la energización de dispositivos a nano escala usando una tecnología económica, adaptable y portátil. Ha existido un gran interés en crear nanodispositivos pero, generalmente, no se piensa en cómo energizarlos. Nuestro nanogenerador nos permite obtener o reciclar la energía de muchas fuentes para entregársela a esos dispositivos.»
En términos generales, el nangenerador es construido al formar una matriz de nanofilamentos verticalmente alineados, aproximadamente a medio micrón de separación, en un sustrato en base a un polímero flexible u otros elementos. Una capa de óxido de zinc se coloca sobre el sustrato para captar la corriente. Los investigadores indicaron que el sistema también incorpora «electrodos «zig-zag» de Silicio los cuales contienen miles de puntas conductoras a escala nanométrica producto de una cubierta de platino.«
El electrodo se ubica en la parte superior de la matriz ya mencionada, dejando justo el suficiente espacio para permitir que una cantidad «significativa» de nanofilamentos oscilen libremente en el espacio generado por las puntas. Movidos por energía mecánica tales como ondas o vibraciones, los nanofilamentos periódicamente hacen contacto con las puntas transfiriendo su carga eléctrica. Al capturar la pequeña cantidad de corriente generada por cientos de estos nanofilamentos en movimiento, los generadores pueden producir una corriente eléctrica continua en el rango de los nanoamperajes.
Wang y su grupo creen que su nanogenerador podría llegar a producir hasta 4 watts de potencia por centímetro cúbico. Eso no parece ser mucho pero sí es suficiente para energizar a bio-sensores, monitores del medioambiente e incluso a nano robots.