Pesquisadores da Universidade do Texas em Dallas, EUA, desenvolveram um novo sistema eletrolítico baseado em água pesada que pode melhorar significativamente a eficiência da coleta de energia mecânica em fios de nanotubos de carbono. Esses fios, conhecidos como "fios torcidos", são capazes de gerar eletricidade quando repetidamente esticados, com potencial para serem usados na criação de têxteis inteligentes que podem alimentar dispositivos vestíveis.
O estudo, publicado na revista ACS Nano, mostra que substituir água comum por água pesada como solução eletrolítica neutra para os fios torcidos aumentou significativamente a produção de energia dos fios. Em comparação com a água comum, o sistema baseado em água pesada aumentou a potência elétrica de pico em 2,5 vezes e a produção de energia por ciclo de alongamento em 1,8 vezes na faixa de baixa frequência de 0,01 Hz a 2 Hz, alcançando uma eficiência de conversão de energia de 9,5%. A Dra. Mengmeng Zhang, autora correspondente do estudo da Universidade do Texas em Dallas, afirmou: "Embora este estudo tenha se concentrado principalmente em melhorar a coleta de energia em baixas frequências — como a energia do movimento humano ou das ondas do mar — esses coletores de energia de fio torcido aprimorados com deutério também demonstraram um desempenho de coleta excepcional em altas frequências."
A água pesada é uma forma de molécula de água onde os átomos de hidrogênio são substituídos por deutério. A equipe de pesquisa descobriu que o uso de água pesada pode desacelerar o movimento das moléculas carregadas, reduzir a taxa de autodescarga e permitir que mais carga seja mantida na superfície dos nanotubos de carbono. Ishara Ekanayake, co-primeiro autor do estudo e doutorando em química, explicou: "O uso de água pesada pode retardar o movimento das moléculas carregadas, reduzir ou minimizar a taxa de autodescarga, permitindo-nos manter mais carga nos nanotubos de carbono. Para a coleta de energia, isso é uma grande vantagem — mais carga significa melhor desempenho na coleta de energia."
Para demonstrar o valor prático, os pesquisadores incorporaram uma matriz de fios torcidos revestidos com gel eletrolítico sólido em um tecido comercial e, ao esticá-lo para simular o movimento humano, conseguiram alimentar com sucesso um dispositivo eletrônico vestível. A equipe também acoplou fios torcidos revestidos com eletrólito a músculos artificiais de polímero que encolhem com o calor, demonstrando o potencial da tecnologia para coletar energia térmica em cenários de mudanças de temperatura ambiente. A Dra. Mengmeng Zhang vislumbrou: "Podemos imaginar que a próxima geração de tecidos vestíveis será capaz de gerar eletricidade continuamente através do movimento diário, alimentando telefones, relógios, tablets e outros dispositivos eletrônicos portáteis."
Detalhes da publicação: Autores: Ishara Ekanayake et al., Título: "D₂O-Enhanced Twistron Yarn Harvesters for Low-Frequency Mechanical Energy Harvesting", Publicado em: ACS Nano (2026). Informações da revista: ACS Nano, Science
