O dispositivo alimenta sensores vestíveis por meio do movimento humano

O advento de sensores vestíveis baratos que podem monitorar a frequência cardíaca, a temperatura corporal e os níveis de açúcar no sangue e subprodutos metabólicos permitiu que os pesquisadores monitorassem a saúde humana de maneiras nunca antes possíveis. Mas, como todos os dispositivos eletrônicos, esses sensores vestíveis precisam de uma fonte de energia. As baterias são uma opção, mas não são necessariamente ideais porque podem ser volumosas, pesadas e ficar sem carga.

Os pesquisadores agora desenvolveram uma maneira de alimentar sensores vestíveis sem fio, coletando energia cinética que é produzida por uma pessoa enquanto ela se move. Essa coleta de energia é feita com um sanduíche fino de materiais (Teflon, cobre e poliimida) presos à pele da pessoa. À medida que a pessoa se move, essas folhas de material roçam contra uma camada deslizante feita de cobre e poliimida e geram pequenas quantidades de eletricidade. O efeito, conhecido como triboeletricidade, talvez seja melhor ilustrado pelo choque elétrico estático que uma pessoa pode receber depois de caminhar por um piso acarpetado e depois tocar uma maçaneta de metal.

O gerador triboelétrico (nanogerador) possui um estator que é fixado ao tronco e um slider que é fixado na parte interna do braço. O controle deslizante desliza contra o estator durante o movimento humano e uma corrente elétrica é gerada ao mesmo tempo. O nanogerador foi feito com placas de circuito flexíveis disponíveis comercialmente.

O nanogerador não gera muita eletricidade; seria necessário um dispositivo com 100 metros quadrados de superfície para alimentar uma lâmpada de 40 watts. Os sensores vestíveis têm baixos requisitos de energia e o sistema armazena a eletricidade gerada em um capacitor até que haja carga suficiente para fazer uma leitura do sensor e enviar os dados sem fio para um celular por meio de Bluetooth. Quanto mais uma pessoa se move, mais frequentemente o sensor pode coletar dados. Mesmo que a pessoa seja bastante sedentária, no entanto, o sensor eventualmente acumulará energia suficiente para operar.