Regenerar el cabello con nanogeneradores triboeléctricos.

La pérdida de cabello, algo común y angustiante, afecta usualmente a los humanos. Varios tratamientos farmacológicos y no farmacológicos han sido ampliamente estudiados para lograr la regeneración del cabello. Como enfoque físico no farmacológico, un campo eléctrico alterno fisiológicamente apropiado juega un papel clave en la ingeniería regenerativa de tejidos. Un equipo de investigadores del Department of Materials Science and Engineering de la University of Wisconsin-Madison, liderado por el Prof. Dr. Xudong Wang publicó, el 10 de septiembre, en la revista ACS Nano el artículo:                                  

Profesor Xudong Wang 

Self-Activated Electrical Stimulation for Effective Hair Regeneration via a Wearable Omnidirectional Pulse Generator, en el cual se plantea que regenerar el cabello puede ser tan fácil como usar un gorro con un dispositivo de estimulación eléctrica universal activado por movimiento del cuerpo. El Profesor Wang es un experto mundial en el diseño y creación de dispositivos de recolección de energía. Ha sido pionero en vendajes eléctricos  estimulantes de la cicatrización de heridas y en implantes para bajar de peso los cuales mediante electricidad suave engañan al estómago y hacen que se sienta lleno. La tecnología de crecimiento del cabello se basa en una premisa similar: los dispositivos pequeños llamados nanogeneradores triboeléctricos recolectan energía pasivamente de los movimientos diarios y luego transmiten pulsos de electricidad de baja frecuencia a la piel. La suave estimulación eléctrica logra que los folículos inactivos se "despierten". Los dispositivos no hacen brotar nuevamente los folículos pilosos en la piel, pero reactivan las estructuras productoras de cabello inactivas. Por lo expuesto podrían utilizarse para las personas en las primeras

Crédito: ACS Nano 

etapas de la calvicie, pero no tendrán efecto sobre quienes han quedado calvos. Como los nanogeneradores funcionan con el movimiento del usuario, no requieren baterías voluminosas ni componentes electrónicos complicados y se pueden usar debajo de lacorona de una gorra. Los investigadores obtuvieron resultados de regeneración capilar significativos utilizando ratas Sprague-Dawley. Se observó en las experiencias una mayor densidad del folículo piloso y una mayor longitud en el tallo del pelo. El dispositivo también puede mejorar la secreción del factor de crecimiento endotelial vascular y el factor de crecimiento de queratinocitos y, por lo tanto, aliviar el trastorno de queratina capilar, aumentar el número de folículos capilares y promover la regeneración capilar. En definitiva constituye un sistema autoactivado, simple y fácil de usar, además como la energía utilizada es muy baja casi no presenta efectos secundarios.

Lectura complementaria

Self-Activated Electrical Stimulation for Effective Hair Regeneration...

Nanogeneradores humanos o baterías.

Investigadores de la Universidad del Estado de Michigan desarrollaron un teclado flexible operable a través del tacto sin necesitad de ninguna batería. La nueva forma de obtener energía del movimiento humano se logra utilizando un dispositivo pionero llamado biocompatible ferroelectret nanogenerator o FENG.  El nanogenerador de bajo costo, opera con éxito una pantalla LCD táctil y un teclado flexible al tocar o presionar con los dedos mientras se trabaja sin la necesidad de batería alguna. El proceso innovador comienza con una oblea de silicona a la cual se le incorporan nanocapas o nanohojas con sustancias como plata, poliimida y ferroelectretos de polipropileno (material con respuesta piezoeléctrica) de modo que cada capa en el dispositivo contenga partículas cargadas. La energía eléctrica se crea cuando el dispositivo es comprimido mecánicamente  por el movimiento humano. El dispositivo es liviano, flexible, biocompatible, escalable y de bajo costo; podría también utilizarse para muchos productos electrónicos autónomos como teléfonos celulares y otros aparatos con pantalla táctil. También el equipo de investigación probó auriculares inalámbricos con capacidad para obtener su energía a través de la presión del talón al caminar. El desarrollo, sin precedentes, inicia un camino hacia nanodispositivos portátiles alimentados por el movimiento humano.

Información complementaria:

Flexible and biocompatible polypropylene ferroelectret nanogenerator (FENG): On the path toward wearable devices powered by human motion

Nanogeneradores triboeléctricos en ropa inteligente, mochilas y neumáticos.

Se denomina triboelectricidad al fenómeno de electrificación u obtención de electricidad generalmente por  frotamiento entre dos superficies. A partir del año 2012 se disparó la construcción de nanogeneradores triboeléctricos (TENG) para variados usos.

Científicos del Georgia Tech, liderados por el Dr. Zhong Lin Wang, trabajan en un TENG tendiente a eliminar las baterías, haciendo de esta tecnología un concepto atractivo y económico para los consumidores. Un nanogenerador triboeléctrico es instalado en una mochila y, cada vez que la llevamos en la espalda, una serie de tarjetas compuestas por una capa de aluminio con nanoporos y otra de cobre con nanocables entran en contacto generan cargas eléctricas. Un grupo de resortes permite a las tarjetas regresar a su posición original, repitiéndose el proceso en cada paso. Un prototipo basado en una mochila de dos kilogramos generó un vatio de potencia en una simple caminata, algo como cinco voltios a 200 miliamperios. Los números son bajos como para recargar a un smartphone pero todo es cuestión de tiempo y de diseños más elaborados. En el artículo titulado: “Nanogeneradores triboeléctricos como una nueva tecnología en energía y sensores autosustentables.  Principios, problemas y perspectivas” explican distintos experimentos enfocados a producir triboelectricidad a partir de diferentes fuentes como el movimiento biomecánico del cuerpo, vibraciones producidas cuando caminamos, cuando presionamos la mano, cuando pisamos, cuando frotamos materiales, el movimiento del cabello con el aire, ondas acuáticas e incluso por el sonido, entre otros.

Un  grupo de investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison, junto a científicos de China conducidos por el Dr. Xudong Wang, lograron desarrollar un nanogenerador para recoger la energía que se desprende del roce entre el neumático y la carretera. Son nanogeneradores con un solo electrodo incorporado en el neumático. Cuando la parte del neumático con el electrodo entra en contacto con el pavimento la fricción entre el caucho y el asfalto crea una capa eléctrica debido al efecto triboeléctrico. La cantidad de energía producida es proporcional al peso del coche y a su velocidad. Desde hace años se estima una perdida de energía por rozamiento entre el coche y la carretera de hasta un 10% del consumo total del vehículo. Esta energía se desperdicia y el objetivo es recuperar una parte de la misma para mejorar la eficiencia de los autos eléctricos. Significaría en un coche eléctrico con 200 kilómetros de autonomía un incremento  entre 10 y 15 kilómetros de recorrido.

Los nanogeneradores triboeléctricos permiten vislumbrar la confección de ropa inteligente con  microLEDs, microsensores y otros dispositivos para monitorear el estado físico de los usuarios, sistemas de control remoto, por ejemplo, para el acceso a los coches sin necesidad de llaves o simplemente para dar un toque tecnológico a las prendas, brazaletes, relojes …

Nanogeneradores, una forma de recuperar energía, un caminar sustentable.

Lectura complementaria:
Qué hace y dónde trabaja un nanotecnólogo.