Los electrodomésticos pronto podrían ser alimentados con corriente directa de las ondas de terahercios de alta frecuencia, una forma de energía que por lo general se desperdicia, dicen científicos estadounidenses.
Las ondas electromagnéticas son producidas por casi cualquier cosa que registra una temperatura, incluidos los cuerpos humanos y los objetos inanimados o señales, como los teléfonos y el WiFi. Ahora, una investigación sugiere que estas “ondas T” pronto podrían ser juntadas y concentradas en una fuente de energía alternativa.
Tradicionalmente, las ondas de terahercios han sido consideradas como energía desperdiciada ya que no ha habido una manera práctica de capturarlas y convertirlas en alguna forma utilizable.
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Pero físicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) ahora han hecho el anteproyecto de un dispositivo que, ellos creen, podría convertir las ondas ambientales en corriente directa.
En teoría, al energía podría usarse para alimentar un teléfono celular mediante absorber las ondas T del ambiente y usarlas para ayudar a cargar el dispositivo a través de un accesorio. La investigación fue publicada esta semana en la revista Science Advances y el equipo ahora trabaja para convertir el diseño en un dispositivo físico.
“Estamos rodeados por ondas electromagnéticas en el rango de los terahercios”, dijo en una publicación mediática reciente el autor principal Hiroki Isobe, un investigador postdoctoral en el Laboratorio de Investigación de Materiales del MIT.
“Si podemos convertir esa energía en una fuente energética que podamos usar en nuestra vida cotidiana, esto ayudaría a abordar los desafíos energéticos que enfrentamos justo ahora”, añadió él.
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Los investigadores dijeron que el diseño teórico se basó en el comportamiento del material de carbono grafeno a un nivel cuántico, o atómico. Cuando combinaron el grafeno con nitruro de boro, el equipo halló que los electrones del grafeno deberían desviar el movimiento de los electrones hacia una dirección común.
Como resultado, cualesquiera ondas T entrantes provocarían que los electrones del grafeno fluyan a través del material en una sola dirección, creando una corriente directa, dijeron los físicos.
A la fecha, los científicos han convertido la energía ambiental en energía eléctrica utilizable usando rectificadores, dispositivos que convierten las ondas electromagnéticas de una corriente alterna en corriente directa. Pero los dispositivos solo funcionan a cierta frecuencia y esta no incluye el rango de los terahercios.
Experimentos anteriores que trataron de convertir las ondas de terahercios en corriente directa solo lograron hacerlo en temperaturas “ultrafrías”, lo cual no es ideal para casos prácticos de uso doméstico.
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Esto llevó a Isobe a teorizar si los propios electrones de un material podrían ser inducidos a fluir en una dirección en un nivel mecánico cuántico, dijo el MIT. El grafeno fue elegido como el material de inicio porque es limpio y en gran medida libre de impurezas, lo cual permite que los electrones fluyan a través de él con el mínimo de perturbación.
Isobe determinó que los electrones eran empujados por las ondas de terahercios entrantes a desviarse en una dirección, y este movimiento de desviación podría generar una corriente directa si el grafeno era relativamente puro.
Usando ese hallazgo inicial, el equipo creó un anteproyecto para un “rectificador de terahercios”.
El dispositivo teórico consistía de un cuadrado de grafeno colocado sobre una capa de nitruro de boro, y una antena que podría colectar, concentrar y luego convertir la radiación ambiental de terahercios.
Los investigadores dijeron que los rectificadores de terahercios podrían usarse en el futuro para convertir las señales ambientales WiFi para cargar aparatos eléctricos, incluidos teléfonos y laptops, o para alimentar inalámbricamente los implantes en el cuerpo de un paciente.
El equipo dijo que ya solicitó una patente para el diseño de “rectificación de alta frecuencia” y espera hacer un dispositivo real con físicos experimentales del MIT que funcione a temperatura ambiente.
Eso sería crucial para que funcione en dispositivos portátiles del mundo real, comentó Isobe.
La nueva investigación fue financiada en parte por el Laboratorio de Investigación del Ejército de Estados Unidos y la Oficina de Investigación del Ejército de Estados Unidos a través del Instituto de Nanotecnologías para Soldados (ISN), confirmó el MIT.
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Publicado en cooperación con Newsweek / Published in cooperation with Newsweek
