Têxteis triboelétricos abrem portas a melhores wearables

A investigação, que reuniu investigadores do Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores – Microssistemas e Nanotecnologias (INESC MN), da Universidade de Lisboa e da Universidade de Exeter, no Reino Unido, usou elétrodos impressos em grafeno com polidimetilsiloxano (PDMS).

«Os nanogeradores triboelétricos têxteis estão a emergir como uma solução promissora para tecnologia wearable com sensores que se auto-alimentam. Contudo, conseguir nanogeradores triboelétricos têxteis com uma performance excelente em dispositivos conformes, ao mesmo tempo que se usa técnicas têxteis compatíveis, é ainda um desafio», explicam os investigadores no resumo do estudo.

A triboeletricidade é um fenómeno físico com base em eletrificação induzida por contacto, com uma grande eficiência de conversão elétrica de diversos estímulos como vibrações mecânicas, sons, fluxos de ar, água e toque.

Elétrodos feitos a partir de ouro, alumínio ou cobre têm uma durabilidade limitada, referem, assim como uma fraca aderência à superfície têxtil e uma produção elétrica reduzida. Além disso, abordagens com base na tricotagem e tecelagem permitiram produzir têxteis triboelétricos com elasticidade, permeáveis e laváveis com elétrodos com metais capazes de várias deformações, como dobras e torção, mas têm limitações resultantes do facto de dependerem de filamentos especiais, processos de produção complicados e morosos, que criam sistemas difíceis de usar e implementar na generalidade da produção de têxteis e vestuário, apontam.

Nesta investigação foi desenvolvido um têxtil triboelétrico flexível altamente eficiente usando elétrodos impressos em grafeno com polidimetilsiloxano (PDMS) e o próprio têxtil como o par triboelétrico, que tem como vantagem a compatibilidade com uma maior variedade de substratos têxteis e o processamento a baixa temperatura.

Para conseguir isto, a equipa usou uma técnica de polimento têxtil com um adesivo de poliuretano, juntamente com três métodos de deposição de grafeno: gota a gota, imersão e spray.

O resultado foi um elétrodo têxtil flexível com melhor performance que os dispositivos não polidos nas três técnicas de impressão. «Os nanogeradores triboelétricos têxteis apresentam uma performance estável sob forte deformação e a sua sensitividade ao movimento foi explorada enquanto sensor wearable para monitorizar movimentos biomecânicos».

A investigação abre, assim, portas para a integração fácil de tecnologia de sensorização wearable sem necessidade de baterias em têxteis.