Imagina un mundo donde los tel\u00e9fonos m\u00f3viles, los ordenadores port\u00e1tiles, los relojes inteligentes y otros aparatos electr\u00f3nicos funcionasen\u00a0sin bater\u00edas<\/strong>. Investigadores del Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachusetts (MIT, en EE UU) y otros centros internacionales han dado un paso en esa direcci\u00f3n, presentado el primer dispositivo totalmente flexible que puede convertir la energ\u00eda de las se\u00f1ales wifi en electricidad.<\/p>\n El avance se basa en el uso de\u00a0rectenas\u00a0<\/strong>(del ingl\u00e9s,\u00a0rectifying antenna<\/em>, antena rectificadora), unos sistemas que convierten las ondas electromagn\u00e9ticas de corriente alterna \u2013como las wifi\u2013 en continua.<\/p>\n Es el primer dispositivo totalmente flexible que puede convertir la corriente alterna de las se\u00f1ales wifi en continua para alimentar dispositivos electr\u00f3nicos<\/em><\/strong><\/p>\n<\/div>\n En este caso los autores, que publican su trabajo en la revista\u00a0Nature<\/em>, usan una antena de radiofrecuencia flexible para capturar las ondas wifi. Despu\u00e9s, su se\u00f1al de corriente alterna se env\u00eda a un fin\u00edsimo semiconductor de disulfuro de molibdeno (MoS2<\/sub>) \u2013uno de los m\u00e1s delgados del mundo, con tan solo tres \u00e1tomos de espesor\u2013, que la convierte en corriente continua para que pueda alimentar los circuitos electr\u00f3nicos.<\/p>\n De esta manera, dispositivos sin bater\u00eda podr\u00edan capturar y transformar de forma pasiva las se\u00f1ales wifi, que cada vez inundan m\u00e1s lugares de nuestro entorno, en una fuente \u00fatil de alimentaci\u00f3n. Adem\u00e1s, presentan las ventajas de ser flexibles y poderse\u00a0fabricar en rollos\u00a0<\/strong>para cubrir \u00e1reas muy grandes.<\/p>\n \u00ab\u00bfQu\u00e9 pasar\u00eda si pudi\u00e9ramos desarrollar sistemas electr\u00f3nicos capaces de cubrir un puente, una carretera o las paredes de nuestra oficina, llevando la inteligencia electr\u00f3nica a todo lo que nos rodea? \u00bfC\u00f3mo proporcionar\u00edamos energ\u00eda a estos aparatos electr\u00f3nicos?\u00bb, comenta\u00a0Tom\u00e1s Palacios<\/strong>, coautor y profesor en el departamento de Ingenier\u00eda El\u00e9ctrica y Ciencias de la Computaci\u00f3n del MIT.<\/p>\n \u00abHemos ideado una nueva forma de alimentar los sistemas electr\u00f3nicos del futuro \u2013destaca Palacios\u2013, mediante la captura de la energ\u00eda wifi de una forma que se puede integrar f\u00e1cilmente en grandes \u00e1reas para llevar esta inteligencia a cada objeto que nos rodea\u00bb.<\/p>\n Entre las primeras aplicaciones de la nueva rectena figura el suministro de energ\u00eda a dispositivos electr\u00f3nicos flexibles, aparatos port\u00e1tiles y sensores para el llamado\u00a0internet de las cosas<\/strong>. Los\u00a0smartphones<\/em>\u00a0o tel\u00e9fonos inteligentes flexibles, por ejemplo, son un nuevo mercado para las principales empresas tecnol\u00f3gicas.<\/p>\n En los experimentos realizados por el equipo, se ha comprobado que su dispositivo puede producir alrededor de 40 microvatios de potencia cuando se expone a los niveles t\u00edpicos de las se\u00f1ales wifi (alrededor de 150 microvatios). Eso es m\u00e1s que suficiente para\u00a0iluminar la pantalla de un m\u00f3vil\u00a0<\/strong>o un chip de silicio.<\/p>\n Se utiliza un fin\u00edsimo semiconductor de disulfuro de molibdeno (MoS2<\/sub>), con tres \u00e1tomos de espesor y uno de los m\u00e1s delgados del mundo<\/p>\n<\/div>\n Otra posible aplicaci\u00f3n es generar energ\u00eda para la transmisi\u00f3n de datos en\u00a0dispositivos m\u00e9dicos implantables<\/strong>, apunta\u00a0Jes\u00fas Grajal<\/strong>, tambi\u00e9n coautor y profesor de la\u00a0Universidad Polit\u00e9cnica de Madrid\u00a0<\/strong>(UPM). De hecho, los investigadores est\u00e1n desarrollando p\u00edldoras que pueden ser ingeridas por los pacientes y con la capacidad de transmitir datos sobre su salud para que se pueden registrar en un ordenador y realizar diagn\u00f3sticos.<\/p>\n \u00abLo ideal es no usar bater\u00edas para alimentar estos sistemas porque si pierden litio, el paciente podr\u00eda morir\u00bb, subraya Grajal. \u00abEs mucho mejor recoger energ\u00eda del ambiente para encender estos peque\u00f1os laboratorios dentro del cuerpo y comunicar los datos a ordenadores externos\u00bb.<\/p>\n El ingeniero insiste en la novedad de esta investigaci\u00f3n: \u00abLa utilizaci\u00f3n de electr\u00f3nica flexible basada en materiales bidimensionales (MoS2\u00a0<\/sub>en este caso) para generar electricidad a partir de se\u00f1ales electromagn\u00e9ticas presentes en el ambiente, como las del wifi y los m\u00f3viles. Por tanto, esta energ\u00eda es ubicua y gratuita\u00bb.<\/p>\n Todas las rectenas se basan en un componente conocido como\u00a0rectificador<\/strong>, el que realmente convierte la corriente alterna en continua. Para fabricarlo se suele usar silicio o arseniuro de galio, unos materiales que cubren la banda del wifi, pero con el inconveniente de su rigidez. Adem\u00e1s, aunque no son caros cuando se destinan a peque\u00f1os dispositivos, si se usaran para cubrir grandes \u00e1reas, como las superficies de edificios y paredes, tendr\u00edan un coste prohibitivo.<\/p>\n Los cient\u00edficos llevan tratando de solucionar estos problemas desde hace mucho tiempo. Las pocas rectenas flexibles presentadas hasta ahora operaban a bajas frecuencias y no pod\u00edan capturar y convertir se\u00f1ales en frecuencias de gigahercios, donde se encuentran la mayor\u00eda de las se\u00f1ales de tel\u00e9fonos celulares y wifi.<\/p>\n \u00abEl silicio o el arseniuro de galio consiguen mejores eficiencias porque sus dispositivos est\u00e1n m\u00e1s optimizados despu\u00e9s de a\u00f1os en laboratorios acad\u00e9micos y en la industria\u00a0\u2013apunta Grajal\u2013.\u00a0Pero tras una optimizaci\u00f3n de los dispositivos basados en nuevos materiales bidimensionales, las diferencias se reducir\u00e1n. Con estos se puede crear electr\u00f3nica flexible que se adapte a cualquier superficie, mientras que los otros dos son r\u00edgidos. Por tanto, con estos semiconductores 2D se pueden realizar circuitos que se adapten a la forma de las superficie de los objetos, mejorando su despliegue\u00bb.<\/p>\n Para construir su rectificador, los investigadores han optado por el\u00a0disulfuro de molibdeno<\/strong>. Adem\u00e1s de ser uno de los semiconductores m\u00e1s finos del mundo, se aprovecha un comportamiento singular que presenta este material: cuando se expone a ciertos qu\u00edmicos, sus \u00e1tomos se reorganizan de forma que act\u00faa como un interruptor, forzando una transici\u00f3n de fase de un semiconductor a un material met\u00e1lico. Esta estructura se conoce como diodo Schottky, y viene a ser el cruce de un semiconductor con un metal.<\/p>\n \u00abAl dise\u00f1ar MoS2<\/sub>\u00a0en una uni\u00f3n de fase met\u00e1lica-semiconductora 2-D, construimos un diodo Schottky ultrarr\u00e1pido y at\u00f3mico que minimiza simult\u00e1neamente dos problemas: la resistencia en serie y la\u00a0capacitancia par\u00e1sita<\/strong>\u00ab, subraya el primer autor, \u00a0Xu Zhang<\/strong>, del MIT, aunque pronto se unir\u00e1 a la Universidad Carnegie Mellon.<\/p>\n La capacitancia par\u00e1sita es una circunstancia inevitable en electr\u00f3nica cuando ciertos materiales almacenan un poco de carga el\u00e9ctrica, lo que ralentiza el circuito. Por tanto, una menor capacitancia significa mayores velocidades del rectificador y mayores frecuencias de operaci\u00f3n. La capacitancia par\u00e1sita del diodo Schottky desarrollado es un orden de magnitud m\u00e1s peque\u00f1o que los rectificadores flexibles actuales, por lo que es mucho m\u00e1s r\u00e1pido en la conversi\u00f3n de se\u00f1ales y puede capturar y convertir hasta 10 gigahercios de se\u00f1ales inal\u00e1mbricas.<\/p>\nM\u00f3viles flexibles y p\u00edldoras inteligentes<\/strong><\/h2>\n
![\"Figure_rectenna\"](\"https:\/\/www.agenciasinc.es\/var\/ezwebin_site\/storage\/images\/media\/images\/figure_rectenna\/6425411-1-esl-MX\/Figure_rectenna_large.jpg\" "\\"Figure_rectenna\\"")
<\/div>\nEsquema de la nueva rectena. \/ MIT\/UPM<\/h4>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
El diodo Schottky<\/strong><\/h2>\n
![\"disulfuro](\"https:\/\/www.agenciasinc.es\/var\/ezwebin_site\/storage\/images\/media\/images\/disulfuro-de-molibdeno2\/6418500-1-esl-MX\/disulfuro-de-molibdeno_image671_405.jpg\" "\\"disulfuro")
<\/div>\nEl disulfuro de molibdeno es uno de los semiconductores m\u00e1s delgados del mundo, con tan solo tres \u00e1tomos de espesor. \/ Wang et al.<\/h6>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n