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En un estudio reciente fascinante, investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst han examinado la posibilidad de utilizar las corrientes eléctricas presentes en el entorno mediante el uso de un material derivado de organismos vivos.
Según un artículo publicado en la revista Advanced Materials, los ingenieros han demostrado que prácticamente cualquier material puede transformarse en un dispositivo capaz de aprovechar de manera continua la electricidad presente en la humedad del aire. El secreto detrás de este avance radica en la incorporación de nanoporos con un diámetro menor a 100 nanómetros en un dispositivo fabricado a partir de bacterias, lo cual equivale a una fracción minúscula del grosor de un cabello humano.
El profesor adjunto de ingeniería eléctrica e informática en la Facultad de Ingeniería de UMass Amherst, Jun Yao, quien es el autor principal de este estudio, afirmó: "El aire contiene una cantidad considerable de electricidad".
Si consideramos una nube, esta consiste en una agrupación de gotas de agua. Cada gota posee una carga eléctrica, y cuando las circunstancias son favorables, la nube puede generar un rayo. Sin embargo, aún no sabemos cómo capturar de manera confiable la electricidad generada por los rayos. Nuestro logro ha sido la creación de una réplica a pequeña escala de una nube, construida por el ser humano, que produce electricidad de manera predecible y continua. De esta manera, podemos aprovecharla eficientemente", añadió.
El núcleo central de la nube artificial se basa en el "efecto genérico Air-gen", que se fundamenta en investigaciones anteriores realizadas por Yao y su coautor Derek Lovley en 2020. En dichas investigaciones se demostró que era posible extraer electricidad de manera continua del aire utilizando un material especializado compuesto por nanocables de proteínas cultivadas a partir de la bacteria Geobacter sulfurreducens.
Yao explicó: "Después de realizar el descubrimiento de Geobacter, nos dimos cuenta de que la capacidad de generar electricidad a partir del aire, lo que denominamos el 'efecto Air-gen', es de naturaleza genérica. Es decir, cualquier tipo de material puede aprovechar la electricidad del aire, siempre y cuando posea una propiedad específica".
Yao agregó: "La propiedad requerida es tener nanoporos con un tamaño inferior a los 100 nanómetros (nm)".
Según el comunicado de la Universidad de Massachusetts, estos poros tienen el mismo tamaño que la distancia promedio que las moléculas de agua recorren en el aire antes de chocar con otra molécula de agua, conocida como "camino libre medio".
Al crear un dispositivo con poros extremadamente pequeños del mismo tamaño que esta distancia, es decir, de 100 nm, los investigadores lograron capturar la carga eléctrica natural de las moléculas.
Específicamente, este dispositivo denominado "generador de aire" o Air-gen, funciona gracias al diminuto tamaño de los poros. Las moléculas de agua chocarían fácilmente con los bordes de los poros al atravesar la delgada capa de material. Esto resulta en una mayor cantidad de moléculas de agua cargadas que impactan la parte superior del Air-gen en comparación con la parte inferior, lo que crea un desequilibrio de carga similar al que ocurre en una nube. Este desequilibrio es el principio fundamental para generar un flujo de carga eléctrica, similar a un rayo.
Según el comunicado de la Universidad de Massachusetts, estos poros tienen el mismo tamaño que la distancia promedio que las moléculas de agua recorren en el aire antes de chocar con otra molécula de agua, conocida como "camino libre medio".
Al crear un dispositivo con poros extremadamente pequeños del mismo tamaño que esta distancia, es decir, de 100 nm, los investigadores lograron capturar la carga eléctrica natural de las moléculas.
Específicamente, este dispositivo denominado "generador de aire" o Air-gen, funciona gracias al diminuto tamaño de los poros. Las moléculas de agua chocarían fácilmente con los bordes de los poros al atravesar la delgada capa de material. Esto resulta en una mayor cantidad de moléculas de agua cargadas que impactan la parte superior del Air-gen en comparación con la parte inferior, lo que crea un desequilibrio de carga similar al que ocurre en una nube. Este desequilibrio es el principio fundamental para generar un flujo de carga eléctrica, similar a un rayo.
