Eletrônica entra na idade da pedra

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/07/2022

Mosaico com diversos tipos de pedras usadas na construção civil - algumas delas já "eletrônicas".
[Imagem: Seunghyun Back et al. - 10.1021/acsnano.2c01753]

Pedras eletrônicas

Para cumprir todas as suas promessas, a internet das coisas precisará colocar seus sensores em qualquer lugar dentro de uma casa.

E pedras como mármores e granitos, além das cerâmicas, são materiais naturais presentes na maioria das residências.

Seunghyun Back e colegas da Universidade Kookmin, na Coreia do Sul, se propuseram a viabilizar a colocação de sensores, termostatos, alto-falantes, luzes e outras parafernálias eletrônicas por toda a casa, da pia da cozinha ao entorno da piscina.

Para isso, eles estão fabricando componentes eletrônicos que, em vez de pastilhas de silício ultrapuro, usam como substrato rochas naturais usadas na construção civil.

Para começar, eles criaram supercapacitores, parentes próximos das baterias, que podem ser usados para alimentar ou recarregar dispositivos eletrônicos sem que eles precisem ser ligados na tomada.

O desafio é que, ao contrário das pastilhas de silício, tão lisas que podem ser usadas como espelhos, as rochas usadas na construção civil, mesmo as polidas, são repletas de saliências e reentrâncias, dificultando a aderência dos componentes elétricos e eletrônicos.

Back resolveu este problema usando lasers.

• Supercapacitores aproximam-se das baterias usando eletrólitos alternativos

A tecnologia poderá ser usada também em pisos e revestimentos cerâmicos.
[Imagem: Seunghyun Back et al. - 10.1021/acsnano.2c01753]

Idade da pedra eletrônica

A equipe começou com uma solução de nanopartículas de óxido de cobre, que foi despejada sobre ladrilhos de mármore nos dois lados de ranhuras semelhantes a pentes cujos dentes foram intercalados. Ao aplicar um laser de infravermelho próximo nas nanopartículas, criaram-se eletrodos de cobre puro dentro do molde, que ficaram porosos, altamente condutores e fortemente aderidos à superfície da pedra.

Para formar o supercapacitor, os pesquisadores depositaram óxido de ferro em um dos eletrodos, para formar um cátodo, e óxido de manganês no outro, para formar um ânodo. A camada eletrolítica que conecta os eletrodos foi feita a partir de uma solução de perclorato de lítio e polímero.

Nos testes, o dispositivo manteve uma alta capacidade de armazenamento de energia mesmo após 4.000 ciclos de carga e descarga. Quando as unidades foram agrupadas em uma matriz de três por três, o conjunto armazenou energia suficiente para acender um LED. Mais importante, os supercapacitores se mostraram excepcionalmente duráveis contra impactos severos, como quando se lava um piso de pedra, além de poderem ser facilmente reciclados.

Agora que a fonte de energia está garantida, começa o trabalho para criar os componentes eletrônicos propriamente ditos, para eventualmente criar uma nova idade das pedras eletrônicas.

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