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Investigadores de los Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de los Materiales (EMPA), reportan haber desarrollado un nuevo y extraordinario material que genera electricidad a partir del estrés mecánico, es decir, cuando se estira y se comprime; esta notable propiedad que le confiere la posibilidad de ser utilizado en una variedad de aplicaciones prácticas.

El truco detrás de la corriente generada es la polarización interna que cambia cuando la película de caucho se tensiona mecánicamente. Gracias a lo que se conoce como efecto piezoeléctrico, el promisorio material es capaz de convertir los movimientos mecánicos en cargas eléctricas.

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Aunque muchos no le reconozcan por su nombre, es el efecto piezoeléctrico lo que permite que los reproductores de registro analógicos, reproduzcan música leyendo los surcos de un disco con una aguja que vibra mecánicamente.

En estos reproductores la aguja se guía a través de las ranuras en el registro del disco, de tal manera que se generan vibraciones mecánicas; en el cristal piezoeléctrico, estas vibraciones se convierten en impulsos eléctricos, que a su vez pueden amplificarse y transformarse en ondas sonoras.

Ese mismo principio de conversión del movimiento mecánico en energía eléctrica, es lo que subyace en el material creado por los investigadores del EMPA.

Anteriormente este efecto se observaba sólo en cristales, pero los investigadores han demostrado que estas propiedades también pueden existir en materiales elásticos.

El caucho es un material compuesto hecho de nanopartículas polares y un elastómero (silicona en el prototipo). Para lograr el novedoso material, se debe dar forma a los dos materiales antes de conectarlos. Esto produce una película delgada y elástica, en la que los restos polares de las nanopartículas están todavía orientados aleatoriamente.

Para obtener el efecto piezoeléctrico en el elastómero, los especialistas tienen que introducir una polarización interna usando un fuerte campo eléctrico. Para lograr esto, La película se calienta hasta que se ha excedido la temperatura de transición vítrea, y las nanopartículas pasan de un estado sólido y vítreo a uno elástico y viscoso.

En estas condiciones, los restos polares están orientados por el campo eléctrico; la orientación final se logra al enfriar el material a temperatura ambiente.

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Los investigadores manifiestan que el material puede tener muchos potenciales usos. Podría usarse para construir sensores de presión, desarrollar un tipo novedoso de botones de control, dotar a los robots de una piel sensible con la que puedan sentir (presión) toques; del mismo modo, la película podría ser útil en la confección de ropa para controlar las actividades del usuario o simplemente para generar electricidad a partir de sus movimientos.

Al respecto de sus posibles aplicaciones prácticas, la investigadora Dorina Opris, parte del equipo que desarrolló el material, señala: “Este material podría usarse incluso para obtener energía del cuerpo humano; por ejemplo, implantarlo cerca del corazón para generar electricidad a partir de sus latidos.”

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