Pesquisadores de universidades chinesas desenvolveram um tecido de algodão capaz de produzir energia elétrica de forma contínua a partir da umidade do ar – inclusive no escuro. O trabalho, publicado na revista Advanced Materials, combina dois polímeros com propriedades ópticas distintas para criar um gradiente permanente de umidade dentro das fibras.
Metade do tecido recebeu um revestimento de polipirrol, material preto que absorve 98% da luz entre 300 e 2.500 nm e se aquece rapidamente sob incidência solar. A outra metade foi coberta por uma película roxa de polidopamina, espessa em 324 nm, que reflete parte da radiação e retém água por mais tempo. A diferença de temperatura — 45,3 °C no lado preto contra 37,5 °C no lado roxo, sob luz simulada de 1.000 W/m² — faz a água migrar continuamente do setor úmido para o mais seco. Ions carregados por esse fluxo geram corrente elétrica nos nano-canais do algodão.
Um pedaço de 3 × 6 cm, submetido a 60% de umidade relativa e iluminação de “um sol”, alcançou 0,74 V em circuito aberto e 0,72 mA em curto-circuito, com densidade de potência de 29,2 µW/cm² — valor 36 vezes maior que o obtido sem a camada de polidopamina. O dispositivo manteve a tensão estável por 18.000 s e não apresentou degradação após 40 ciclos de liga-desliga em 11 h nem após um mês armazenado ao ar livre.
No escuro, a diferença química entre os dois polímeros sustenta um gradiente mais fraco, gerando cerca de 0,12 V. Seis unidades conectadas em série forneceram 1,18 V sob sol da tarde e 0,72 V após o pôr-do-sol, demonstrando operação em todas as condições climáticas.
Seis módulos ligados mantiveram lâmpadas LED acesas por mais de 24 h. Já um colete de 30 × 9 cm, costurado com 15 unidades, entregou 3,9 V e 0,7 mA durante atividade física ao ar livre; o suor do usuário reforçou a umidade. Um capacitor de 1 F carregou até 3,5 V em 1.500 s, suficiente para alimentar fones Bluetooth. À noite, o mesmo colete acionou uma lanterna portátil.
Testes mecânicos indicaram robustez: após 100 dobras completas e 100 passadas de atrito em lixa 400, a tensão permaneceu em torno de 0,72 V. Lavagens não alteraram a refletividade do filme de polidopamina.
Imagem: Nanowerk https
A performance aumenta em ambientes ácidos: em névoa com pH 1, a tensão subiu para 0,98 V. Soluções salinas com cátions pequenos e altamente carregados, como Fe³⁺, também ampliaram a saída elétrica. Cálculos de teoria do funcional da densidade mostraram que cada molécula de água adsorvida transfere 0,18 elétron ao polipirrol em condições neutras, chegando a 0,24 elétron na presença de íons, elevando a carga disponível para o circuito.
Por combinar assimetrias térmica e química, o tecido mantém, de forma autossustentável, o fluxo de umidade necessário para gerar energia, apontando uma alternativa leve e flexível às baterias em eletrônicos vestíveis.
Com informações de Nanowerk
