Estudio de las capacidades triboeléctricas de películas de siliconas de dragón skin y ecoflex mediante un dispositivo de caracterización eléctrica desarrollado localmente

Abstract

En estos últimos años los dispositivos de monitoreo inalámbricos o "wearables" se vienen desarrollando cada vez más dentro del campo de las tecnologías loT (internet de las cosas). Frente a ello surge la necesidad de buscar fuentes de energía para estos dispositivos loT. Una tecnología reciente, de alrededor de los 1O años, viene emergiendo, estos son los nanogeneradores triboeléctricos, los cuales, tienen el potencial de ser fuente de energía e incluso en muchos casos funcionan como sensores. Para contribuir al desarrollo de este campo se diseñó y fabricó un dispositivo portátil que nos permita caracterizar eléctricamente nanogeneradores triboeléctricos, luego desarrollamos películas de dos tipos de siliconas, Ecotlex 0030 y Dragon Skin 0030, como materiales negativos (que recibe electrones) y papel de aluminio como un material ligeramente positivo (que cede electrones). Tanto el Dragon Skin como el Ecotlex son elastómeros muy usados en estudios y desarrollos biomecánicos, prótesis y exoesqueletos. En el presente trabajo diseñamos y fabricamos un equipo para estudiar la salida de voltaje de TENGs por el mecanismo de contacto directo. Con este equipo estudiamos la influencia de la variación del espesor de las películas y la frecuencia de contacto en la respuesta de voltaje en circuito abierto. También estudiamos la influencia del área de contacto en la salida de voltaje. Además, complementaremos los resultados de caracterización eléctrica con estudios de AFM y DRX. Luego usamos cálculos analíticos para explorar el comportamiento triboeléctrico del Ecotlex 0030 variando su espesor. El software de versión libre para resolver las ecuaciones analíticas será Octave, el cual es una versión libre de Matlab. Luego, comparamos los resultados analíticos con los experimentales. Por último, es preciso mencionar que estos elastómeros son muy usados en la ingeniería biomédica y estudiar su comportamiento triboeléctrico puede dar pie a futuras aplicaciones en el campo de los sensores de presión o los nanogeneradores para alimentar dispositivos de monitoreo.