Investigadores del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) han presentado un estudio que describe una cosechadora piezoeléctrica portátil altamente flexible y resistente que utiliza un proceso de fabricación simple que involucra prensado en caliente y fundición de cinta.
El líder del equipo de investigación, el profesor Seungbeom Hong, dice que la novedad de su resultado se debe a la simplicidad, aplicabilidad, durabilidad y su nueva caracterización de dispositivos electrónicos portátiles. La investigación del equipo se publicó en la edición de septiembre de 2020 de la revista Nano Energy.

Prensado en caliente

El prensado en caliente es un método que implica unir firmemente dos objetos aplicando temperatura y presión. Es algo que se ha explorado antes en el campo de la recolección de energía, que implica la recolección de energía residual y su conversión en electricidad.
El prensado en caliente se ha reservado tradicionalmente para la producción de baterías y pilas de combustible debido a su alta adhesividad. Sin embargo, los investigadores encontraron que tenía una aplicación valiosa en la producción de su cosechadora piezoeléctrica. El proceso de prensado en caliente también es muy rápido, y se completa en solo dos o tres minutos.


Los investigadores de KAIST han desarrollado una tecnología de recolección de energía portátil basada en un tejido de alta adherencia. Imagen utilizada por cortesía del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea

Hasta la fecha, los dispositivos portátiles basados ​​en tela aún no se han materializado por completo debido a los complejos métodos de fabricación, además de las limitaciones de precio. También existen preocupaciones en torno a la durabilidad de tales dispositivos.
Sin embargo, según los investigadores de KAIST, los wearables basados ​​en tejidos se están volviendo más importantes en la cuarta revolución industrial debido a su conectividad, comodidad y durabilidad. Y se utilizan cada vez más en aplicaciones de dispositivos integrados y electrónicos pequeños, como sensores y pantallas.
Estos desafíos, por lo tanto, presentan una barrera para la adopción generalizada de esta tecnología y podrían obstaculizar una mayor innovación en este campo.

Cosechadora de energía piezoeléctrica portátil de alto rendimiento

En este estudio, el equipo de investigación de KAIST afirma haber superado los desafíos a los que se enfrentan los dispositivos piezoeléctricos portátiles basados ​​en tejidos con su nueva tecnología de análisis y proceso de fabricación de fundición de cinta y prensado en caliente. Diseñado para probar las propiedades mecánicas de dispositivos portátiles asequibles, el dispositivo es rentable y duradero, dice el estudio.
Usando prensado en caliente en lugar de los típicos procesos complejos existentes que de otro modo serían necesarios, el método de fabricación del equipo combina un tejido de poliéster conductor y una película de polímero piezoeléctrico.

Proceso de fabricación
Proceso de fabricación. Imagen utilizada por cortesía del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea

Esto hace que la superficie de la película del polímero se vuelva amorfa y la superficie de contacto se adhiera a la superficie ancha de la tela y se filtre a través de los hilos tejidos para formar una forma similar a una uña con una alta unión interfacial.

¿Dispositivos prácticos basados ​​en tela?

Hay muchas aplicaciones posibles para esta tecnología, una de las cuales es el uso de sensores impulsados ​​por dispositivos portátiles de recolección de energía conectados al IoT. La creación de un sensor basado en tela que sea capaz de manejar la captura, el procesamiento y la transmisión de datos con la mínima energía que puede generar una cosechadora piezoeléctrica podría conducir a innovaciones dramáticas en campos como la tecnología médica, el monitoreo de la salud y el seguimiento del estado físico.
Y según el profesor Hong, la tecnología de fabricación de recolección de energía piezoeléctrica portátil basada en tela del equipo podría elevar la posibilidad de "el uso práctico de dispositivos basados ​​en tela a un nuevo nivel".

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