Nanofio gera eletricidade explorando energia mecânica do ambiente

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Pesquisadores descobriram que um nanofio - um fio com poucos átomos de diâmetro - consegue gerar eletricidade a partir de energia mecânica. Esse nanogerador poderá viabilizar os NEMS, MEMS, as redes de sensores e todos os inúmeros dispositivos eletrônicos em nanoescala e microescala, para os quais mesmo as menores baterias disponíveis são grandes demais.
Nanofio piezoelétrico
O nanofio foi fabricado de um material piezoelétrico - o titanato de bário - o que o faz gerar energia sempre que ele sofre uma deformação mecânica. Um efeito largamente conhecido, mas que encerra dois avanços tecnológicos importantes. O primeiro é a técnica de microfabricação, que permitiu a sintetização de um nanofio na forma de um cristal individual de titanato de bário, medindo 280 nanômetros de diâmetro e 15 micrômetros de comprimento.
Mais importante, porém, foi a montagem e o controle preciso do nanofio, o que exigiu a construção de um aparato de acionamento mecânico e medição da tensão elétrica gerada sem precedentes.
Attojoules
O nanofio foi montado sobre duas plataformas, uma das quais é móvel, separadas entre si por uma distância de 3 micrômetros. O movimento da plataforma móvel é responsável por induzir as vibrações mecânicas no nanofio, o que pode ser feito com passos individuais de apenas 1 nanômetro.
"A energia elétrica produzida pelo nanofio para cada ciclo vibracional foi de 0,3 attojoules (10-18 Joules)," conta Min-Feng Yu, coordenador da pesquisa.
Energia da natureza
A plataforma serve como teste de referência, já que bastam ondas sonoras ou vibrações na estrutura onde o nanofio está colocado para que ele comece a vibrar e gerar energia. É este o efeito que está atraindo a atenção dos pesquisadores e que torna o nanogerador tão interessante, capaz de alimentar circuitos em miniatura aproveitando, por exemplo, o vento ou a vibração dos carros que passam por uma ponte.
"Além disso, graças à fina precisão oferecida pela bancada de teste mecânico, poderá ser também possível comparar quantitativamente as propriedades intrínsecas do nanofio com o de materiais brutos," disse Yu. "Isto irá nos permitir estudar o efeito de escala relacionado com o acoplamento eletromecânico em sistemas em nanoescala."