Retena Flexível Converte Sinais WiFi em Eletricidade para Pequenos Dispositivos

Primeiro Dispositivo Totalmente Flexível Transforma WiFi em Energia Elétrica

Pesquisadores do MIT desenvolveram uma nova retena (antena retificadora) feita de semicondutor bidimensional fino que converte sinais WiFi em eletricidade. O dispositivo gerou 40 microwatts de potência quando exposto a sinais WiFi normais — suficiente para alimentar chips de silício ou acender um LED.

O Desafio da Coleta de Energia de Radiofrequência Flexível

A transmissão de energia sem fio remonta a Nikola Tesla (final do século XIX). Coletores eficientes de energia de radiofrequência foram estabelecidos em meados do século XX em substratos rígidos como silício. Estender essa tecnologia a sistemas eletrônicos flexíveis de uso diário provou ser extremamente difícil.

O Dispositivo Inovador: Dissulfeto de Molibdênio (MoS₂)

A nova retena usa uma antena de radiofrequência flexível para capturar ondas eletromagnéticas como formas de onda AC. Esta antena conecta-se a um dispositivo único feito de dissulfeto de molibdênio (MoS₂) — material 2D com apenas três átomos de espessura.

Quando átomos de MoS₂ entram em contato com certos produtos químicos, reposicionam-se atuando como interruptor, forçando o material a alterar sua fase de semicondutor para metal. Isso cria uma junção semicondutor-metal, chamada diodo Schottky, que minimiza simultaneamente capacitância parasita e resistência série.

A capacitância parasita do diodo Schottky é muito menor que a de retificadores flexíveis de ponta, permitindo capturar e converter sinais sem fio em taxas muito mais rápidas (até 10 gigahertz), cobrindo bandas de radiofrequência usadas por LTE, Bluetooth e Wi-Fi.

Resultados e Aplicações

• Eficiência máxima: ~40% (varia com intensidade do sinal WiFi). Retenas convencionais de arsenieto de gálio/silício: 50-60%.
• Potência gerada: 40 µW com WiFi normal (150 µW de potência incidente).
• Aplicações iniciais: Eletrônicos portáteis, instrumentos médicos, sensores IoT.
• Futuro: Pílulas ingeríveis que transmitem dados de saúde; dispositivos médicos implantáveis.

Referência: Nature | doi:10.1038/s41586-019-0892-1 | MIT