Cientistas do Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) e do Laboratório de Federal de Ciências Materiais e Tecnologia da Suíça desenvolveram um nanogerador acoplado a um chão de madeira, que permite o acúmulo e transmissão de energia derivada da caminhada para acionar pequenos dispositivos. O paper do material foi publicado no jornal Matter.

Montado da forma mais direta possível – fazendo um “sanduíche” onde eletrodos são inseridos entre duas tábuas de madeira, com as tábuas em si sendo revestidas por uma camada de silicone e nanocristais embarcados, os especialistas criaram um material capaz de transmitir energia com até 80 vezes mais eficiência – em testes, passos simples sobre o chão foram suficientes para acender uma lâmpada LED.

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Se você estranhou o fato de “madeira” – que é eletricamente isolante – e “energia” estarem na mesma frase, você não está sozinho. Entretanto, os pesquisadores basearam seu trabalho na reprodução controlada do chamado “efeito triboelétrico”, ou seja, quando um material fica eletrizado após entrar em contato com outro.

“A madeira é, basicamente, triboneutra”, disse Guido Panzarasa, líder do grupo de pesquisa e professor da ETH, em Zurique. “Isso significa que ela não tem nenhuma tendência de adquirir ou perder elétrons. Isso limita a habilidade do material de gerar eletricidade, então o desafio foi o de criar uma versão da madeira que fosse capaz de atrair esses elétrons”, ele explicou.

Aí é que entrou a camada de silicone que mencionamos. Especificamente, a substância usada no revestimento da madeira se chama “Dimetil polissiloxano” – “PDMS”, na sigla em inglês – em um lado de uma das tábuas, enquanto a outra tinha cristais chamados “ZIF-8” (ou “zeolitic imidazolate framework-8”). O primeiro tem alta capacidade de atrair elétrons, enquanto o segundo perde elétrons com facilidade.

Gráfico detalhando a absorção da caminhada pelo chão de madeira, com o nanogerador inserido entre as tábuas para a geração de eletricidade. Imagem: ETH/Divulgação
Gráfico detalhando a absorção da caminhada pelo chão de madeira, com o nanogerador inserido entre as tábuas para a geração de eletricidade. Imagem: ETH/Divulgação

A madeira escolhida não seguiu muitas especificações, mas os cientistas deram preferência para a pícea (ou pinho alemão), um tipo de madeira comumente usada em projetos de construção civil na Europa.

“O nosso foco foi demonstrar a possibilidade de alterar a madeira com procedimentos relativamente amigáveis ao ambiente, para torná-la triboelétrica”, disse Panzarasa. “O pinho alemão é barato e fácil de achar, além de ter propriedades mecânicas favoráveis. A abordagem para tornar esse conjunto funcional é na verdade bem simples, e pode ser escalada para níveis industriais com um pouco de engenharia criativa”.

Segundo ele, a expectativa é que seu trabalho seja usado na construção de projetos como casas inteligentes de forma mais sustentável, por meio dos nanogeradores. O uso da madeira em construções do tipo também ajudaria no alívio do consumo de dióxido de carbono (CO2), reduzindo o despejo desse gás na atmosfera e auxiliando o controle do aquecimento global.

Antes disso, porém, Panzarasa e sua equipe querem pesquisar revestimentos mais ecologicamente amigáveis que o silicone aplicado: “Ainda que tenhamos nos concentrado em pesquisa básica, eventualmente, o trabalho que fizemos deve levar a aplicações práticas no mundo real”, disse o cientista. “O objetivo final é compreender o potencial da madeira além do que já conhecemos sobre ela, permitindo-lhe novas propriedades para construções inteligentes no futuro”.

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