Dispositivo alimenta sensores portátiles a través del movimiento humano

El advenimiento de sensores portátiles de bajo costo que pueden monitorear la frecuencia cardíaca, la temperatura corporal y los niveles de azúcar en la sangre y los subproductos metabólicos ha permitido a los investigadores monitorear la salud humana en formas nunca antes posibles. Pero como todos los dispositivos electrónicos, estos sensores portátiles necesitan una fuente de energía. Las baterías son una opción, pero no son necesariamente ideales porque pueden ser voluminosas, pesadas y quedarse sin carga.

Los investigadores ahora han desarrollado una forma de alimentar sensores portátiles inalámbricos mediante la recolección de energía cinética que produce una persona mientras se mueve. Esta recolección de energía se realiza con un sándwich delgado de materiales (teflón, cobre y poliimida) adheridos a la piel de la persona. A medida que la persona se mueve, estas láminas de material rozan una capa deslizante de cobre y poliimida y generan pequeñas cantidades de electricidad. El efecto, conocido como triboelectricidad, quizás se ilustra mejor con la descarga eléctrica estática que una persona podría recibir después de caminar sobre un piso alfombrado y luego tocar la perilla de una puerta de metal.

El generador triboeléctrico (nanogenerador) tiene un estator que se fija al torso y un deslizador que se sujeta al interior del brazo. El control deslizante se desliza contra el estator durante el movimiento humano y al mismo tiempo se genera una corriente eléctrica. El nanogenerador se fabricó con placas de circuitos flexibles disponibles comercialmente.

El nanogenerador no genera mucha electricidad; se necesitaría un dispositivo con 100 metros cuadrados de superficie para alimentar una bombilla de 40 vatios. Los sensores portátiles tienen bajos requisitos de energía y el sistema almacena la electricidad generada en un capacitor hasta que hay suficiente carga para tomar una lectura del sensor y enviar los datos de forma inalámbrica a un teléfono celular a través de Bluetooth. Cuanto más se mueve una persona, más a menudo el sensor puede recopilar datos. Sin embargo, incluso si la persona es bastante sedentaria, el sensor eventualmente acumulará suficiente energía para operar.