“Apresentamos uma nova maneira de dar energia a sistemas eletrônicos no futuro – simplesmente captando energia wi-fi de uma maneira que pode ser facilmente integrada a áreas abrangentes”, explica o cientista Tomás Palacios, professor do Departamento de Engenharia Elétrica e Ciências da Computação do MIT, que há tempos dedica-se a estudar formas mais econômicas e inteligentes de energia elétrica.
A pesquisa foi tema de artigo publicado nesta segunda-feira (28), pelo periódico científico Nature.
Antena flexível de rádiofrequência
Os cientistas partiram da mesma ideia dos transformadores capazes de converter ondas eletromagnéticas de corrente alternada em eletricidade de corrente contínua. Em seu modelo, utilizaram um dispositivo com uma antena flexível de rádiofrequência, capaz de captar tais ondas.
Esse receptor foi conectado a um dispositivo feito de um semicondutor bidimensional extremamente fino – apenas três átomos de espessura.
Esse semicondutor converte o sinal em tensão elétrica contínua, pronta para alimentar baterias recarregáveis ou, diretamente, circuitos eletrônicos. Ou seja: o dispositivo não tem bateria, mas captura os sinais de wi-fi presentes no local e os transforma, de forma passiva, em corrente elétrica.
Nas experiências realizadas em laboratório, os cientistas conseguiram obter 40 microwatts de energia elétrica quando o dispositivo estava exposto aos 150 microwatts de uma rede wi-fi convencional. É potência elétrica mais que suficiente para manter ligada uma tela de tablet ou fazer funcionar pequenos chips eletrônicos.
Uso para fins médicos
Esse formato bidimensional e flexível do dispositivo é o que parece empolgar mais os pesquisadores. “E se pudéssemos desenvolver sistemas eletrônicos e envolver uma ponte ou uma rodovia inteira? Ou as paredes de nosso escritório? Traríamos inteligência eletrônica a tudo ao nosso redor”, prevê Palacios.
Entre os usos do sistema, além de aparelhos eletrônicos do dia a dia, estão os sensores para gadgets integrados à chamada “internet das coisas”.
No caso de celulares, uma novidade assim vem de encontro aos avanços da indústria no design de aparelhos flexíveis e cada vez mais finos.
O pesquisador Jesús Grajal, da Universidade Técnica de Madri, coautor do estudo, lembra que também seria possível utilizar o dispositivo para fins médicos. Não só para manter alimentados os equipamentos de um dia a dia hospitalar mas também para futuros gadgets que precisam ser muito pequenos para uma bateria convencional.
Um exemplo: atualmente, há pesquisadores desenvolvendo pílulas que podem ser engolidas pelos pacientes para coletar e transmitir, com precisão, dados de saúde dos mesmos – para fins de diagnóstico. Uma solução de energia assim seria a ideal em casos específicos como este.
Nesses casos, as preocupações vão além do tamanho das baterias convencionais. “O ideal é não usar baterias para alimentar esses sistemas, porque se houver um vazamento de lítio, o paciente pode morrer”, afirma Grajal. “Desta forma, é muito mais seguro colher energia do ambiente para ligar esses minúsculos laboratórios dentro do corpo.”
Composto inorgânico
O material utilizado pelos pesquisadores para a construção desse eficiente transformador de correntes é o MoS2, ou dissulfeto de molibdênio. Trata-se de um composto inorgânico, que é encontrado no mineral molibdenita – as principais jazidas estão na República Checa, na Noruega, na Suécia, na Austrália, na Inglaterra e nos Estados Unidos.
Os pesquisadores criaram um dispositivo de MoS2 com apenas três átomos de espessura, o suficiente para que ele funcione, como um dos semicondutores mais finos do mundo. Isso ocorre porque os átomos do material se comportam de uma maneira particular, se reorganizando como um interruptor.
Os pesquisadores envolvidos acreditam que o material tenha capacidade para capturar e converter até 10 GHz de sinais sem fio.
“Esse dispositivo é rápido o suficiente para abranger a maior parte das bandas de frequência utilizadas hoje, de sinais de celular, de bluetooth, de wi-fi e muitos outros”, afirma o pesquisador Xu Zhang, principal autor do estudo.
A eficiência energética obtida com o modelo é de 30%. O grupo agora pretende testar novos modelos e materiais em busca de melhorar esse potencial e diminuir a perda energética.
Em entrevista à BBC News Brasil, Zhang explicou que ainda é preciso um longo processo para que o dispositivo ganhe um versão comercial, ou seja, esteja ao alcance do usuário comum. “Precisamos desenvolver um único dispositivo para uma série de conversões e otimizar o processo tanto do projeto quanto da fabricação de circuitos. Só então será viável usar algo assim para os eletrônicos do dia a dia”, afirmou.
Fonte: BBC News
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