Cientistas da ETH Zurich desenvolveram um sensor mecânico inovador que se alimenta exclusivamente de ondas sonoras, o que pode marcar o fim do uso de baterias descartáveis em diversos dispositivos.
De forma intrigante, esse sensor não responde a qualquer som, mas sim a tons ou ruídos específicos, abrindo um novo campo de possibilidades para a alimentação de dispositivos.
Desafio das baterias descartáveis
Os sensores desempenham um papel vital em várias aplicações do dia a dia, desde melhorar a audição em dispositivos médicos até detectar terremotos em aplicações mecânicas.
Contudo, esses sensores tradicionalmente dependem de baterias pequenas e portáteis que, em alguns casos, precisam ser trocadas diariamente, gerando um significativo problema ambiental.
Segundo estimativas da União Europeia, até 2025, cerca de 78 milhões de baterias descartáveis poderão ser adicionadas diariamente ao lixo eletrônico.
Para combater esse problema, pesquisadores estão explorando formas alternativas de energia, sendo o som uma delas.
Como o som alimenta dispositivos
Johan Robertson, professor de geofísica da ETH, explica que o sensor aproveita a energia vibratória das ondas sonoras para gerar eletricidade.
Uma estrutura especial, composta por placas interconectadas por pequenas barras, foi desenvolvida usando modelagem computacional e algoritmos.
Essa estrutura determina se um som específico ativa o sensor. Por exemplo, no protótipo, a palavra “quatro” gerava pulsos elétricos, enquanto “três” não tinha o mesmo efeito.
Metamateriais: Uma nova classe de sensores
Estes sensores são classificados como metamateriais, onde a estrutura, e não os materiais em si, confere propriedades únicas.
“Nosso sensor é feito inteiramente de silicone, livre de metais pesados tóxicos ou terras raras, comuns em sensores eletrônicos tradicionais”, destacou Marc Serra-Garcia, um dos pesquisadores envolvidos.
Aplicações futuras e miniaturização
Os cientistas estão trabalhando para criar versões mais avançadas do sensor, capazes de reconhecer até doze palavras diferentes, como “ligar”, “desligar”, entre outras.
Eles também têm como objetivo miniaturizar esses sensores para o tamanho de uma miniatura. Entre as aplicações práticas, eles podem ser usados para monitorar edifícios durante terremotos ou detectar vazamentos em poços de petróleo desativados.
Baixo custo de manutenção e implementação
Esses sistemas não requerem energia elétrica contínua, facilitando sua implantação e reduzindo custos de manutenção.
Serra-Garcia, que agora desenvolve o sensor em um instituto de pesquisa na Holanda, espera lançar um protótipo até 2027.
Os resultados dessa pesquisa foram publicados na revista “Advanced Functional Materials“.
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Fonte: Interesting Engineering
