Credito:American Chemical Society
Le paperelle di gomma potrebbero presto essere in prima linea in una rivoluzione elettronica. In Chimica e ingegneria sostenibili ACS , gli scienziati riferiscono di aver utilizzato nanogeneratori specializzati che raccolgono energia dalle vibrazioni meccaniche per trasformare compagni di vasca da bagno cigolanti e altri giocattoli per bambini convenzionali in elettronica "intelligente". Dicono che la scoperta potrebbe avere ampie applicazioni commerciali, portando allo sviluppo di batterie senza batteria, giocattoli autoalimentati, sensori medici e altri dispositivi.
All'età di 4 anni, praticamente ogni bambino ha avuto contatti con un giocattolo elettronico o un dispositivo mobile, secondo l'Accademia americana di pediatria. Mantenere questi dispositivi lampeggianti e suonare è noioso, spesso richiedono frequenti ricariche o sostituzioni della batteria. I ricercatori hanno esplorato modi alternativi per produrre e immagazzinare energia per questi dispositivi senza utilizzare le batterie. Un approccio promettente prevede l'uso di nanogeneratori triboelettrici, o TENG. I TENG raccolgono cariche elettriche dall'attrito, simile all'elettricità statica che si accumula su un palloncino quando viene sfregato contro la testa di qualcuno. I TENG amplificano e convertono questa energia biomeccanica in una forma utilizzabile. Però, aumentare questi dispositivi per applicazioni commerciali è stato impegnativo, probabilmente a causa della bassa accumulo di energia e delle efficienze di conversione. Per affrontare alcuni di questi problemi, Sang-Jae Kim e i colleghi della Jeju National University in Corea del Sud hanno cercato di sfruttare in modo più efficace l'energia dei TENG e usarla per trasformare i giocattoli tradizionali in giocattoli commercialmente sostenibili, giocattoli "intelligenti" autoalimentati.
I ricercatori hanno progettato e incorporato TENG, realizzati con elettrodi di alluminio e una pellicola ecologica simile al silicone tra di loro, in paperelle di gomma e giocattoli che applaudono. Schiacciando o scuotendo i giocattoli si separavano alternativamente e portavano gli elettrodi a contatto con la pellicola, creando una carica elettrica. Una volta attivato, i TENG hanno raccolto energia biomeccanica sufficiente per illuminare diverse luci a LED attaccate a ciascun giocattolo. I TENG erano resistenti, suggerendo che potrebbero operare per periodi considerevoli. I ricercatori concludono che il loro approccio unico può trasformare i giocattoli tradizionali in giocattoli interattivi senza batteria, e aumenta la prospettiva di utilizzare con successo i TENG commercialmente in altri gadget "intelligenti", inclusi dispositivi medici ed elettronica indossabile.