La incorporación de wearables y componentes electrónicos en todo lo que llevamos es la tendencia de la moda del futuro, por eso es necesario que también sena flexibles. Pero esos LEDs, sensores de salud, calentadores y cualquier otra cosa que tengamos como wearables necesitan energía. Una batería es una solución lógica, pero ha sido difícil diseñar una que sea robusta y eficiente, pero también cómoda.
Con esta intención, un estudio publicado hoy en Science Advances, por un equipo de la Universidad de California en Berkeley, describió una batería que tal vez satisface todos esos parámetros.
La batería está hecha de resortes y cargada por una célula solar integrada. La tolerancia sin precedentes de la batería a la flexión repetida y la capacidad de doblarse en cualquier dirección lo hace bien adaptado para la integración en la electrónica para weareables tales como monitores de la salud o tejidos.
Aminy Ostfeld, un post-doctorado en Berkeley, dice que el proyecto surgió de la pregunta, «¿cuál es el factor limitante de la comodidad para una persona?» En dispositivos portátiles actuales. Incluso una pequeña batería de reloj, dice Ostfeld, «parece grande y gruesa e incómoda» junto a los sensores flexibles de vanguardia.
Las baterías se componen de algunos componentes principales: un ánodo, un cátodo y un electrolito. Los diseños de baterías comerciales, como las baterías de iones de litio, están hechos de dos electrodos sólidos y un electrolito líquido. Ninguno de estos componentes tiene elasticidad intrínseca notable, y los intentos de hacerlos de materiales más flexibles, hasta ahora, han llegado a un costo significativo para el rendimiento de la batería.
En esta batería nueva, los componentes metálicos rígidos se enrollan en bobinas (resortes), que se superponen una sobre otra. La batería resultante se parece a una goma elmástica larga, fina.
«Este diseño de la batería nos da muchas opciones», dice la estudiante de posgrado Alla Zamarayeva, autor principal del artículo. La estanqueidad y el tamaño de los resortes se pueden personalizar para adaptarse a una amplia gama de aplicaciones.
La mayoría de los estudios en este campo se han centrado en la batería, el mecanismo de carga y los componentes del sensor individualmente, pero se requiere un esfuerzo significativo para optimizar un sistema integrado. Ostfeld cree que es probable que su grupo trabaje en encontrar esa solución holística.
En todos los frentes de diseño, Ostfeld y Zamarayeva ven las fuentes de energía renovables como críticas para el futuro de los dispositivos portátiles. Cuanto más pequeños sean los dispositivos electrónicos y más dispositivos electrónicos poseemos, más inconveniente se vuelve mantenerlos todos cargados conectándolos a sola una toma de corriente.
«Usted no va a llevar una lata de gas con usted, usted tiene que estar recogiendo energía del medio ambiente», dice Ostfeld.
Como prueba del concepto, la batería y la célula solar se combinaron en una pulsera simple, con todo, muy llamativa. «Mirando esto desde la perspectiva del dispositivo de detección médico portátil,» dice Ostfeld, «hay un gran número de signos vitales que pueden medirse desde la muñeca en particular…, pero los diseños de batería que tenemos serán aplicables esencialmente a cualquier otro lugar, al cuerpo también, porque son tan mecánicamente flexibles».
