Un equipo de ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (Estados Unidos) ha descubierto una nueva película de polímero que puede generar electricidad utilizando un recurso muy común: el vapor de agua presente en el ambiente.
Las láminas del nuevo material, desarrollado por el equipo de Mingming Ma y Robert Langer, se abarquillan y enderezan constantemente, a medida que absorben pequeñas cantidades de vapor de agua. Con el aprovechamiento de este movimiento continuo, es factible accionar extremidades robóticas o generar suficiente electricidad para energizar dispositivos electrónicos nanométricos e incluso micrométricos, como por ejemplo sensores medioambientales.
Las láminas del polímero obtienen la energía del gradiente entre un espacio seco y otro rico en agua. Cuando las láminas de 20 micrómetros de espesor se depositan en una superficie con humedad, aunque sea poca, la capa del fondo absorbe el agua evaporada obligando a la lámina a abarquillarse y así levantarse parcialmente de la superficie. Una vez que el fondo de la lámina se expone al aire, libera la humedad con rapidez, se vuelve a enderezar y a tocar de nuevo la superficie, donde comienza a abarquillarse de nuevo. Como este ciclo se repite, el movimiento continuo de la lámina convierte la energía del gradiente de humedad en energía mecánica.
Las láminas podrían actuar como accionadores o generadores. Como accionador, el material funciona como un “minitractor” accionado por el agua y puede ser sorprendentemente poderoso, ya que los investigadores han demostrado que 25 miligramos de película pueden alzar una carga de losetas de vidrio que supera en unas 380 veces el peso de la lámina, o transportar una carga de cables de plata de 10 veces el peso de la lámina. Con el agua como única fuente de energía, las láminas de este tipo podrían reemplazar a los accionadores energizados por electricidad empleados para controlar extremidades en robots minúsculos. Y además, las láminas no necesitan mucha agua. Una cantidad de humedad muy pequeña ya es suficiente para ponerlas en movimiento.
La energía mecánica generada por el material también puede convertirse en electricidad acoplando una película del polímero con un material piezoeléctrico que convierta la tensión mecánica en una carga eléctrica. Este sistema puede generar una potencia promedio de 5,6 nanovatios, que pueden almacenarse en condensadores para energizar dispositivos microelectrónicos de consumo extremadamente bajo, como los sensores de humedad y de temperatura, permitiéndoles hacer una medición cada vez que el sistema esté a plena carga. En el siguiente vídeo se explica el funcionamiento del material.
