20 de janeiro de 2023 (Destaque do Nanowerk) O uso extensivo de protetores de saúde pandêmicos COVID-19 feitos de polímeros, descartáveis e não biodegradáveis, como máscaras cirúrgicas, luvas de mão e kits de EPI, combinado com a falta de sistemas adequados de reciclagem de resíduos, aumentou consideravelmente a poluição plástica em todo o mundo. Jovens cientistas, Sayyid Abdul Basith e Dr. Arunkumar Chandrasekhar, do Sensor Systems Lab do Vellore Institute of Technology, na Índia, estão aproveitando uma nova maneira de transformar os resíduos da pandemia de COVID-19 na fabricação de sensores: a necessidade urgente de reduzir a poluição ambiental por microplásticos os motivou a fabricar um nanogerador triboelétrico de separação de contato baseado em máscara e luva (MG-CS TENG). Relatando suas descobertas em Nano Energy (“Reutilização de resíduos clínicos COVID-19: um sensor de toque triboelétrico para dispensador inteligente de desinfetante para as mãos com suporte para nuvem IoT”), de autoria inicial de Sayyid Abdul Basith, os dois cientistas demonstram uma abordagem de conversão de resíduos em energia simples, econômica e eficiente. O mecanismo é baseado nos princípios de eletrificação de contato e indução eletrostática.
A ilustração esquemática mostra a fabricação do MG-CS TENG a partir de resíduos clínicos COVID-19 e suas aplicações de alimentação e detecção. (Imagem cortesia dos pesquisadores) (clique na imagem para ampliar) Os pesquisadores reutilizaram máscaras cirúrgicas desinfetadas de três camadas e luvas de nitrilo para fabricar seu MG-CS TENG. Para isso, um pedaço de máscara facial, revestido de cobre em um lado, e um pedaço de luva, revestido de alumínio, foram colocados dentro de uma estrutura de suporte impressa em 3D com uma mola metálica para que o dispositivo pudesse pressionar e soltar para gerar sinais elétricos. O cobre e o alumínio atuam como eletrodos para conectar com circuitos externos. Uma tensão e corrente AC periódicas foram obtidas através dos terminais do eletrodo devido ao contato contínuo e à separação entre a máscara e as luvas. Quando o MG-CS TENG está em seu estado pressionado, as superfícies da máscara e da luva entram em contato e transferem íons entre elas. A formação de carga estática de superfície ou triboeletrificação ocorre entre alguns materiais triboelétricos dissimilares particulares quando eles entram em contato um com o outro. Aqui, as luvas de nitrilo ficam carregadas positivamente e a máscara de três camadas fica carregada negativamente. Quando eles são separados, cargas opostas serão induzidas nos eletrodos conectados devido à indução eletrostática. A diferença de potencial criada entre os eletrodos faz com que eles fluam corrente através do circuito externo. A quantidade de tensão e corrente gerada depende da força mecânica aplicada no dispositivo. A energia coletada foi armazenada em um capacitor para alimentar dispositivos eletrônicos como contadores digitais, relógios de pulso, displays lumex e 25 LEDs conectados em série. A equipe demonstrou a aplicação de detecção de seu MG-CS TENG como um sensor de toque acionado por pedal para dispensar desinfetante para as mãos. A configuração foi integrada usando IoT e Blynk para monitoramento e controle remoto do dispensador de desinfetante usando um smartphone. “Nossa abordagem suprime a poluição ambiental microplástica e evita a propagação do coronavírus”, conclui Basith.
Fornecido por Nanosensors and Nanoenergy Lab, Vellore Institute of Technology
A ilustração esquemática mostra a fabricação do MG-CS TENG a partir de resíduos clínicos COVID-19 e suas aplicações de alimentação e detecção. (Imagem cortesia dos pesquisadores) (clique na imagem para ampliar) Os pesquisadores reutilizaram máscaras cirúrgicas desinfetadas de três camadas e luvas de nitrilo para fabricar seu MG-CS TENG. Para isso, um pedaço de máscara facial, revestido de cobre em um lado, e um pedaço de luva, revestido de alumínio, foram colocados dentro de uma estrutura de suporte impressa em 3D com uma mola metálica para que o dispositivo pudesse pressionar e soltar para gerar sinais elétricos. O cobre e o alumínio atuam como eletrodos para conectar com circuitos externos. Uma tensão e corrente AC periódicas foram obtidas através dos terminais do eletrodo devido ao contato contínuo e à separação entre a máscara e as luvas. Quando o MG-CS TENG está em seu estado pressionado, as superfícies da máscara e da luva entram em contato e transferem íons entre elas. A formação de carga estática de superfície ou triboeletrificação ocorre entre alguns materiais triboelétricos dissimilares particulares quando eles entram em contato um com o outro. Aqui, as luvas de nitrilo ficam carregadas positivamente e a máscara de três camadas fica carregada negativamente. Quando eles são separados, cargas opostas serão induzidas nos eletrodos conectados devido à indução eletrostática. A diferença de potencial criada entre os eletrodos faz com que eles fluam corrente através do circuito externo. A quantidade de tensão e corrente gerada depende da força mecânica aplicada no dispositivo. A energia coletada foi armazenada em um capacitor para alimentar dispositivos eletrônicos como contadores digitais, relógios de pulso, displays lumex e 25 LEDs conectados em série. A equipe demonstrou a aplicação de detecção de seu MG-CS TENG como um sensor de toque acionado por pedal para dispensar desinfetante para as mãos. A configuração foi integrada usando IoT e Blynk para monitoramento e controle remoto do dispensador de desinfetante usando um smartphone. “Nossa abordagem suprime a poluição ambiental microplástica e evita a propagação do coronavírus”, conclui Basith.
Fornecido por Nanosensors and Nanoenergy Lab, Vellore Institute of Technology
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