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O tecido elétrico transforma o movimento em energia
Um material macio e semelhante a um pano que gera eletricidade a partir do movimento-sem necessidade de baterias.Com propriedades eletroativas de alta cristalinidade e embutido, esse “tecido elétrico” de baixo custo poderia alimentar sensores de saúde vestíveis de próxima geração, máscaras inteligentes e eletrônicos flexíveis.
Uma equipe de pesquisa da Penn State desenvolveu um novo método de fabricação que ajusta a estrutura interna das fibras eletro-fibras, aumentando significativamente seu desempenho em aplicações eletrônicas.O material, composto por nanofibras de polímero eletro -(eletropun, exibe cristalinidade excepcional e fortes propriedades eletroativas.Ao usar baixo peso molecular de polivinilideno fluoreto-trifluoroetileno (P (VDF-Trfe), cerca de 100 kDa) combinado com uma mistura de solvente com precisão, a equipe empregou um processo de eletrofiação de alta tensão para criar fibras contínuas apenas algumas centenas de nanometadores.Essas fibras são então coletadas em um tapete macio, semelhante a um pano, ideal para eletrônicos vestíveis e flexíveis.
Nenhum tratamento adicional de alta tensão ou pós-processamento complexo é necessário-a eletrofiação alinha naturalmente as cadeias moleculares em uma conformação ferroelétrica de All-Trans, com a cristalinidade atingindo até 67% e o alinhamento polar tão alto quanto 79%.A estrutura é de cerca de 70% porosa, oferecendo espaço para densificação adicional para aumentar o desempenho.
O novo material é auto-alimentado, convertendo movimento mecânico-como movimento corporal ou respiração-em eletricidade através do efeito piezoelétrico.É confortável e flexível, com uma textura semelhante a um têxtil que o torna adequado para desgaste a longo prazo.Seu processo de produção escalável e de baixo custo elimina a necessidade de pós-processamento caro, permitindo que os fabricantes criem folhas de duas áreas em vez de pequenos filmes.O desempenho pode ser ajustado com precisão ajustando os parâmetros de concentração de polímeros e fiação para controlar o diâmetro e a cristalinidade da fibra.Além disso, sua estrutura porosa altamente sensível pode ser otimizada para aumentar a colheita de energia e a saída do sinal.
Para a tecnologia de saúde vestível, isso pode ser um divisor de águas.Imagine roupas que monitorem continuamente a freqüência cardíaca, a respiração ou o movimento - sem exigir baterias ou carregamento.A tecnologia também pode ser integrada a máscaras inteligentes que detectam padrões respiratórios ou em roupas esportivas que rastreiam métricas de desempenho.Como o processo funciona à temperatura ambiente e usa equipamentos disponíveis comercialmente, os fabricantes podem integrar esse material às linhas de produção têxteis existentes.Isso abre portas não apenas para cuidados de saúde, mas também para uniformes de defesa com sensores incorporados, tecidos de monitoramento ambiental ou até tendas de colheita de energia e estofados.