Señales Wi-Fi y grafeno: la electricidad está en el aire

Hace tiempo que el ritual cuando se llega a casa de alguien no es descalzarse, sino preguntar por la contraseña de la red Wi-Fi. Estas redes ubicuas, presentes en hogares, hoteles, aeropuertos, cafeterías y otros espacios públicos permiten una conectividad veloz y, en muchos casos, gratuita. Sin embargo, es posible que muy pronto ofrezcan una funcionalidad inédita. Se trata de la utilización de los rayos T de las señales Wi-Fi, denominados así porque operan en la frecuencia de los terahercios, como fuente de energía. Así, cualquier dispositivo, ya sea un teléfono móvil o un reloj inteligente, podrá recargarse automáticamente en cualquier zona donde se pueda captar esta radiación electromagnética. Hasta la fecha, esta energía se disipaba y no existía ninguna forma de aprovecharla, pero un equipo de físicos del MIT están convencidos de que las redes Wi-Fi podrían convertirse en un sistema de transmisión de electricidad de forma inalámbrica.

El grafeno vuelve a la carga (de electricidad)        

El equipo, liderado por Hiroki Isobe, miembro del Laboratorio de Investigación de Materiales del MIT, ha publicado un artículo en la revista científica Science Advances en el que se demuestra la viabilidad de esta tecnología. Y no solo en el plano teórico: ya están trabajando en dispositivos para convertirla en realidad. El planteamiento parte de la utilización del grafeno y su comportamiento a escala cuántica. Los investigadores han comprobado que, al combinar grafeno con otros materiales como el nitruro de boro, es posible controlar el flujo de electrones del grafeno y ordenarlo en una sola dirección. Así, ante cualquier onda de terahercios, el material se comportaría como una especie de guardia de tráfico, que llevaría los electrones por un solo carril y los convertiría en corriente continua.  Hasta ahora se habían llevado a cabo ensayos para convertir las ondas de radio en corriente continua, pero sin éxito con las ondas en la frecuencia de los terahercios, que pueden generar una corriente eléctrica mucho más intensa. Los únicos resultados con este tipo de frecuencia se habían obtenido con temperaturas extremadamente reducidas. Por desgracia, este tipo de configuración descartaba la mayoría de las aplicaciones prácticas. La única alternativa era utilizar un material de base, como es el grafeno, para controlar el flujo de la corriente continua a temperatura ambiente.

Partiendo de esta premisa, Isobe ha propuesto un diseño consistente en un pequeño recuadro de grafeno con una capa de nitruro de boro y una antena.  El grafeno es un material simétrico, es decir, ante cualquier onda de energía recibida, los electrones experimentan las mismas fuerzas desde cualquier dirección moviéndose en todas direcciones. Sin embargo, la utilización del nitruro de boro rompe esta simetría de movimiento, ya que el boro ejerce un tipo de fuerza de atracción sobre los electrones y el nitrógeno otra. Esta tensión logra canalizar el movimiento de los electrones en una sola dirección y, por tanto, obtener corriente continua. Los investigadores lo comparan con una especie de célula fotovoltaica que, en lugar de recoger rayos solares, capta ondas electromagnéticas.

¿La fuente de energía definitiva para el Internet de las Cosas?

En los próximos años asistiremos al desembarco de un aluvión de microdispositivos con conexión a Internet. Sensores de todo tipo, presentes en cualquier lugar, se comunicarán con otros dispositivos sin que medie un navegador web. Internet de las Cosas promete ser una revolución, pero todos esos aparatos requerirán una fuente de energía. Técnicamente, el uso de los rayos T podría cubrir esas necesidades energéticas. Además, otros dispositivos como los wearables,  marcapasos o implantes corporales se recargarían automáticamente sin necesidad de ningún tipo de conexión eléctrica. 

Fuente: MIT