Generar electricidad a partir del cuerpo humano con un dispositivo magnetoelástico

Unos bioingenieros han inventado un novedoso dispositivo bioelectrónico blando y flexible que recolecta energía del cuerpo humano. Concretamente, el dispositivo convierte los movimientos del cuerpo humano (desde doblar un codo hasta movimientos tan sutiles como el pulso en la muñeca) en electricidad que podría utilizarse para energizar sensores de diagnóstico portátiles o implantables.

El dispositivo es obra del equipo de Jun Chen, de la Escuela Samueli de Ingeniería en la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), Estados Unidos.

Chen y sus colegas descubrieron que el efecto magnetoelástico, que consiste en el cambio de la magnetización de un material cuando diminutos imanes se juntan y separan constantemente por presión mecánica, puede existir en un sistema blando y flexible, no solo en uno rígido. Para probar su concepto, el equipo utilizó imanes microscópicos dispersos en una matriz de silicona fina como una hoja de papel para generar un campo magnético que cambia de intensidad a medida que la matriz se ondula. Al cambiar la intensidad del campo magnético, se genera electricidad.

La nueva tecnología también puede ser de gran utilidad para la Internet de las Cosas.

Tal como destaca Chen, lo que hace que esta tecnología sea única es que permite a las personas moverse con comodidad pese a que el dispositivo esté sujeto a la piel humana, y dado que se basa en el magnetismo y no en la electricidad, su eficacia no se ve comprometida por el sudor y otras fuentes de humedad.

Un prototipo del generador magnetoelástico. (Foto: Jun Chen / UCLA)

Para comprobar la eficacia de su diseño, Chen y sus colegas construyeron un pequeño generador magnetoelástico flexible (del tamaño de una moneda de 25 centavos de dólar). Luego lo fijaron al codo de una persona sujetándolo con una banda de silicona blanda y elástica. El efecto magnetoelástico que observaron fue cuatro veces mayor que el de montajes de tamaño similar con aleaciones metálicas rígidas. Como resultado, el dispositivo generó corrientes eléctricas de 4,27 miliamperios por centímetro cuadrado, lo cual es 10.000 veces mejor que la siguiente mejor tecnología comparable.

De hecho, el nuevo generador magnetoelástico flexible es tan sensible que podría convertir las ondas del pulso humano en señales eléctricas y actuar como un monitor de ritmo cardíaco autoalimentado y resistente al agua.

La electricidad generada por el nuevo generador magnetoelástico también puede utilizarse para energizar de forma sostenible otros dispositivos portátiles, como un sensor de sudor o un termómetro electrónico.

El equipo de Chen expone los detalles técnicos de su nueva tecnología en la revista académica Nature Materials, bajo el título “Giant magnetoelastic effect in soft systems for bioelectronics”. (Fuente: NCYT de Amazings)