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La tela eléctrica convierte el movimiento en potencia
Un material suave y similar a la tela que genera electricidad a partir del movimiento, no se requieren baterías.Con alta cristalinidad y propiedades electroactivas incorporadas, esta "tela eléctrica" de bajo costo podría alimentar sensores de salud portátiles de próxima generación, máscaras inteligentes y electrónica flexible.
Un equipo de investigación de Penn State ha desarrollado un nuevo método de fabricación que ajusta la estructura interna de las fibras electrohiladas, lo que aumenta significativamente su rendimiento en aplicaciones electrónicas.El material, compuesto por nanofibras de polímero electrohilado, exhibe cristalinidad excepcional y fuertes propiedades electroactivas.Mediante el uso de fluoruro de polivinilideno-trifluoroetileno de bajo peso molecular (P (P (VDF-TRFE), aproximadamente 100 kDa) combinado con una mezcla de solventes precisamente equilibrada, el equipo empleó un proceso de electrohilado de alto voltaje para crear fibras continuas de solo unos pocos cientos de nanómetros de espesor.Estas fibras se recogen en una alfombra suave, similar a una tela ideal para dispositivos electrónicos portátiles y flexibles.
No se requiere un tratamiento adicional de alto voltaje o un postprocesamiento complejo: el electrohilado alinea naturalmente las cadenas moleculares con una conformación ferroeléctrica de TRANS, con la cristalinidad que alcanza hasta el 67% y la alineación polar de hasta el 79%.La estructura es de aproximadamente 70% porosa, ofreciendo espacio para una mayor densificación para aumentar el rendimiento.
El nuevo material es autopotera, convirtiendo el movimiento mecánico, como el movimiento del cuerpo o la respiración, en la electricidad a través del efecto piezoeléctrico.Es cómodo y flexible, con una textura textil que la hace adecuada para el uso a largo plazo.Su proceso de producción escalable de bajo costo elimina la necesidad de un costoso postprocesamiento, lo que permite a los fabricantes crear láminas de gran área en lugar de películas pequeñas.El rendimiento se puede ajustar con precisión ajustando la concentración de polímero y los parámetros de giro para controlar el diámetro de la fibra y la cristalinidad.Además, su estructura porosa altamente sensible se puede optimizar para aumentar la recolección de energía y la salida de la señal.
Para la tecnología de salud portátil, esto podría cambiar el juego.Imagine prendas que monitorean continuamente la frecuencia cardíaca, la respiración o el movimiento, sin requerir baterías o cargar.La tecnología también podría integrarse en máscaras inteligentes que detectan patrones respiratorios, o en ropa deportiva que rastrea las métricas de rendimiento.Debido a que el proceso funciona a temperatura ambiente y utiliza equipos disponibles comercialmente, los fabricantes podrían integrar este material en líneas de producción textil existentes.Esto abre puertas no solo para la atención médica, sino también para uniformes de defensa con sensores integrados, telas de monitoreo ambiental o incluso carpas y tapicería de recolección de energía.