Es lo suficientemente elástico como para que puedas usarlo como un anillo, una pulsera o cualquier otro accesorio

Investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder han desarrollado un nuevo dispositivo portátil de bajo costo que transforma el cuerpo humano en una batería biológica.

El dispositivo es lo suficientemente elástico como para que puedas usarlo como un anillo, una pulsera o cualquier otro accesorio que toque tu piel. También aprovecha el calor natural de una persona, empleando generadores termoeléctricos para convertir la temperatura interna del cuerpo en electricidad.

"En el futuro, queremos poder alimentar sus dispositivos electrónicos portátiles sin tener que incluir una batería", dijo Jianliang Xiao, autor principal del nuevo artículo y profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica Paul M. Rady en CU Boulder.

El concepto puede parecer algo sacado de la serie de películas Matrix, en la que una raza de robots ha esclavizado a los humanos para cosechar su preciosa energía orgánica. Xiao y sus colegas no son tan ambiciosos: sus dispositivos pueden generar alrededor de 1 voltio de energía por cada centímetro cuadrado de espacio en la piel, menos voltaje por área que el que proporcionan la mayoría de las baterías existentes, pero suficiente para alimentar dispositivos electrónicos como relojes o rastreadores de ejercicios.

Los científicos han experimentado anteriormente con dispositivos portátiles termoeléctricos similares, pero el de Xiao es elástico, se puede reparar por sí mismo cuando se daña y es totalmente reciclable, lo que lo convierte en una alternativa más limpia a la electrónica tradicional.

"Cada vez que usas una batería, la estás agotando y, eventualmente, tendrás que reemplazarla", dijo Xiao. "Lo bueno de nuestro dispositivo termoeléctrico es que puedes usarlo y te proporciona energía constante".

Bling de alta tecnología

El proyecto no es el primer intento de Xiao de fusionar humanos con robots. Él y sus colegas experimentaron previamente con el diseño de "piel electrónica", dispositivos portátiles que se ven y se comportan de manera muy parecida a la piel humana real. Esa epidermis de Android, sin embargo, tiene que estar conectada a una fuente de alimentación externa para que funcione.

Hasta ahora. La última innovación del grupo comienza con una base hecha de un material elástico llamado poliimina. Luego, los científicos colocan en esa base, una serie de delgados chips termoeléctricos conectándolos a todos con cables de metal líquido. El producto final parece un cruce entre una pulsera de plástico y una placa base de computadora en miniatura o tal vez un anillo de diamantes técnico.

"Nuestro diseño hace que todo el sistema sea estirable sin introducir mucha tensión en el material termoeléctrico, que puede ser realmente frágil", dijo Xiao.

Solo finge que estás saliendo a correr. A medida que haces ejercicio, tu cuerpo se calienta y ese calor se irradia al aire fresco que lo rodea. El dispositivo de Xiao captura ese flujo de energía en lugar de dejar que se desperdicie.

"Los generadores termoeléctricos están en estrecho contacto con el cuerpo humano y pueden utilizar el calor que normalmente se disiparía en el medio ambiente", dijo.

diseño TEG

Imagen: Diseño y fabricación del TEG

Bloques de Lego

Agregó que puede aumentar fácilmente esa potencia agregando más bloques de generadores. En ese sentido, compara su diseño con un popular juguete infantil.

"Lo que puedo hacer es combinar estas unidades más pequeñas para obtener una unidad más grande", dijo. "Es como juntar un montón de pequeñas piezas de Lego para hacer una gran estructura. Te da muchas opciones de personalización".

Xiao y sus colegas calcularon, por ejemplo, que una persona que camina a paso ligero podría usar un dispositivo del tamaño de una pulsera deportiva típica para generar alrededor de 5 voltios de electricidad, que es más de lo que muchas baterías de reloj pueden reunir.

Al igual que la piel electrónica de Xiao, los nuevos dispositivos son tan resistentes como el tejido biológico. Si tu dispositivo se rompe, por ejemplo, puedes juntar los extremos rotos y se sellarán de nuevo en solo unos minutos. Y cuando hayas terminado con el dispositivo, puedes sumergirlo en una solución especial que separará los componentes electrónicos y disolverá la base de poliimina; todos y cada uno de esos ingredientes se pueden reutilizar.

"Estamos tratando de hacer que nuestros dispositivos sean lo más baratos y confiables posible, y al mismo tiempo tener un impacto en el medio ambiente lo más cercano a cero posible", dijo Xiao.

Si bien aún quedan problemas por resolver en el diseño, cree que los dispositivos de su grupo podrían aparecer en el mercado en cinco a diez años. No se lo digas a los robots. No queremos que tengan ideas.

El dispositivo es descrito en la revista Science Advances: High-performance wearable thermoelectric generator with self-healing, recycling, and Lego-like reconfiguring capabilities

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