(Phys.org) —Un team multiuniversitario di ingegneri ha sviluppato quella che potrebbe essere una soluzione promettente per caricare le batterie degli smartphone in movimento, senza la necessità di un cavo elettrico.

Incorporato direttamente nell'alloggiamento del telefono cellulare, il nanogeneratore del team potrebbe raccogliere e convertire l'energia delle vibrazioni da una superficie, come il sedile del passeggero di un veicolo in movimento, in alimentazione per il telefono. "Riteniamo che questo sviluppo potrebbe essere una nuova soluzione per la creazione di dispositivi elettronici personali autocaricanti, "dice Xudong Wang, un assistente professore di scienza e ingegneria dei materiali presso l'Università del Wisconsin-Madison.

Wang, il suo dottorato di ricerca lo studente Yanchao Mao e i collaboratori della Sun Yat-sen University in Cina, e l'Università del Minnesota Duluth ha descritto il loro dispositivo, un nanogeneratore piezoelettrico mesoporoso, il 27 gennaio 2014, numero della rivista Materiali energetici avanzati .

Il nanogeneratore sfrutta un comune materiale polimerico piezoelettrico chiamato fluoruro di polivinilidene, o PVDF. I materiali piezoelettrici possono generare elettricità da una forza meccanica; al contrario, possono anche generare una sollecitazione meccanica da un campo elettrico applicato.

Piuttosto che fare affidamento su uno sforzo o un campo elettrico, i ricercatori hanno incorporato nanoparticelle di ossido di zinco in un film sottile di PVDF per innescare la formazione della fase piezoelettrica che consente di raccogliere energia di vibrazione. Quindi, hanno inciso le nanoparticelle dalla pellicola; i risultanti pori interconnessi, chiamati "mesopori" a causa delle loro dimensioni, fanno sì che il materiale altrimenti rigido si comporti in qualche modo come una spugna.

Quel materiale spugnoso è la chiave per raccogliere energia vibratoria. "Più morbido è il materiale, più è sensibile alle piccole vibrazioni, "dice Wang.

Il nanogeneratore stesso include sottili fogli di elettrodi sulla parte anteriore e posteriore del film polimerico mesoporoso, e i ricercatori possono allegare questo morbido, film flessibile senza soluzione di continuità a piatto, superfici ruvide o sinuose, compresa la pelle umana. Nel caso di un telefono cellulare, utilizza il peso del telefono per migliorarne lo spostamento e amplificare la sua potenza elettrica.

Il nanogeneratore potrebbe diventare parte integrante di un dispositivo elettronico, ad esempio, come pannello posteriore o alloggiamento e raccoglie automaticamente energia dalle vibrazioni ambientali per alimentare direttamente il dispositivo.

Wang afferma che la semplicità del processo di progettazione e fabbricazione del suo team potrebbe adattarsi bene a impostazioni di produzione più grandi. "Possiamo creare proprietà meccaniche regolabili nel film, " dice. "E anche importante è il design del dispositivo. Perché possiamo realizzare questa struttura, potrebbero diventare possibili custodie con alimentazione telefonica o sistemi di sensori autoalimentati".