Nanogeneración de corriente eléctrica a partir de oscilaciones nanofluídicas espontáneas

GIMENEZ, ROCÍO; MERCURI, MAGALÍ; BERLI, CLAUDIO L. A.; BELLINO, MARTÍN G.

Congreso; XVIII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2018

La explotación de fenómenos naturales es una ruta central para proporcionar energía a fin de utilizar de manera sostenible los productos electrónicos. Un sistema que oscile espontáneamente representa una alternativa prometedora para la recolección de energía. Al utilizarse en la nanoescala podría alimentar a nanodispositivos que usualmente requiere baja potencia para su funcionamiento. En este contexto, en determinadas estructuras mesoporosas al depositar una gota sobre su superficie, se exhibe un halo de imbibición que oscila de manera espontánea debido a un desequilibrio entre la infiltración y la evaporación. [1]En este trabajo presentamos un sistema generador de corrientes eléctricas ( ̴0.6 nA) impulsado por estas oscilaciones espontaneas del agua dentro de un film mesoporoso. El sistema en sí, consiste en una película de sílice mesoporosa de estructura ?wormlike?, que se encuentra entre un sustrato de silicio y un contacto de cobre. El nanogenerador funciona de manera autónoma y sostenida luego de que se coloca una gota de agua en la cercanía del electrodo sobre la película mesoporosa. Se observó que la corriente eléctrica generada está perfectamente correlacionada con los ciclos de secado-mojado de la infiltración. El mecanismo responsable de la generación de esta corriente puede ser atribuido a que la infiltración oscilante provoca la variación de las propiedades dieléctricas de la capa mesoporosa. Esencialmente, el sistema estaría actuando como un capacitor variable, en el cual la reorganización de las cargas produce la corriente eléctrica detectada. Además, se descartaron como responsables fenómenos electrocinéticos al utilizar soluciones con diferentes concentraciones de sales y no observar variaciones significativas en la corriente medida. [2]Esta novedosa metodología es totalmente compatible con técnicas y sustratos utilizados en la industria microelectrónica, abriendo el camino a una nueva nanotecnología versátil, móvil y rentable que genere electricidad para una variedad de nanodispositivos y productos electrónicos portátiles que funcionen utilizando únicamente agua.