Alimentando Sensores Vestíveis com Movimento Humano: Avanço em Colheita de Energia

O advento de sensores vestíveis baratos que podem monitorar frequência cardíaca, temperatura corporal e níveis de açúcar no sangue e subprodutos metabólicos permitiu que 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. Baterias são uma opção, mas não são necessariamente ideais porque podem ser volumosas, pesadas e acabam a carga.

Pesquisadores agora desenvolveram uma maneira de alimentar sensores vestíveis sem fio colhendo energia cinética produzida por uma pessoa enquanto ela se move. Esta colheita de energia é feita com um sanduíche fino de materiais (Teflon, cobre e poliamida) anexado à pele da pessoa. Conforme a pessoa se move, estas folhas de material esfregam contra uma camada deslizante feita de cobre e poliamida e geram pequenas quantidades de eletricidade. O efeito, conhecido como triboeletricidade, é talvez melhor ilustrado pelo choque elétrico estático que uma pessoa pode receber após caminhar sobre um piso acarpetado e então tocar uma maçaneta de metal.

O nanogerador triboelétrico tem um estator fixado ao torso e um slider anexado ao interior do braço. O slider 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 comercialmente disponíveis.

O nanogerador não cria muita eletricidade; seria necessário um dispositivo com 100 metros quadrados de área 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 via Bluetooth. Quanto mais uma pessoa se move, mais frequentemente o sensor pode coletar dados. Mesmo se a pessoa for bastante sedentária, no entanto, o sensor eventualmente acumulará energia suficiente para operar.