La demanda de dispositivos flexibles está en aumento, impulsando a los investigadores a experimentar con materiales que podrían definir el futuro de la electrónica, incluyendo dispositivos portátiles y robótica blanda. Un equipo de investigadores del Instituto Nacional de Ciencia de Materiales (NIMS), la Universidad de Hokkaido y la Universidad Farmacéutica de Meiji ha desarrollado un gel electreto capaz de retener una carga electrostática de manera estable.
Este equipo combinó el gel con electrodos altamente flexibles para crear un sensor capaz de percibir vibraciones de baja frecuencia, como las generadas por el movimiento humano, y convertirlas en señales de voltaje. Este dispositivo podría utilizarse potencialmente como un sensor de salud portátil.
El desarrollo de este gel electreto es parte de una nueva clase de materiales eléctricos y geles denominados Alkyl–π. Según el Dr. Takashi Nakanishi, “los líquidos y geles Alkyl–π están atrayendo atención como una nueva generación de materiales blandos funcionales que exhiben funciones optoelectrónicas como luminiscencia, fotoconductividad, propiedades electrocrómicas y de electreto”.
Un electreto es un material dieléctrico que puede almacenar una carga eléctrica de forma permanente pero es débil como conductor. Los líquidos Alkyl–π, aunque pueden retener una carga eléctrica y ser aplicados sobre otros materiales, presentan problemas de inmovilización y sellado cuando se combinan con electrodos para crear dispositivos flexibles, resultando en fugas.
Para solucionar estos problemas, los investigadores transformaron el líquido en gel, creando un nuevo material que permite la fijación y sellado simplificados, y mejora la capacidad de retención de carga electrostática en un 24%.
Este nuevo sensor de gel, al combinarse con electrodos flexibles y una película metálica como Ag-AgCI aplicada sobre un sustrato flexible, puede captar vibraciones de baja frecuencia y convertirlas en señales de voltaje. Este avance podría eliminar la necesidad de fuentes de energía externas, reduciendo el consumo energético.
El sensor desarrollado percibe vibraciones con frecuencias tan bajas como 17 Hz y genera una salida de voltaje de 600 mV, un 83% más alta que la generada por un sensor basado en electretos líquidos Alkyl–π. El equipo japonés planea desarrollar sensores portátiles con cargas más fuertes y que sean reutilizables y reciclables.
