Un cemento Hidrogel con propiedades termoeléctricas avanzadas inspirado en las plantas
Un grupo de investigadores de la Universidad del Sureste en China, liderado por el profesor Zhou Yang, ha desarrollado un cemento-hidrogel con propiedades termoeléctricas avanzadas. Este innovador material se basa en una estructura biomimética inspirada en los tallos de las plantas. Al replicar su diseño multicapa, los científicos han logrado combinar eficiencia térmica, capacidad de almacenamiento eléctrico y resistencia mecánica.
Diseño biomimético para alto rendimiento termoeléctrico
La estructura de los tallos vegetales permitió a los investigadores diseñar un sistema compuesto por capas alternas de cemento y hidrogel de alcohol polivinílico (PVA). Este diseño permite una conducción iónica diferenciada, donde los iones hidroxilo (OH⁻) se desplazan con mayor facilidad a través del hidrogel, mientras que los iones calcio (Ca²⁺) interactúan preferentemente en el cemento. Como resultado, el cemento-hidrogel con propiedades termoeléctricas avanzadas alcanza un coeficiente Seebeck récord de −40,5 mV/K.
Asimismo, el material presenta un notable factor de mérito (ZT) de 6,6×10⁻². Este valor indica su capacidad para convertir diferencias de temperatura en electricidad de forma eficiente, multiplicando por más de dieciséis el rendimiento de materiales cementicios previos.
Almacenamiento energético y aplicaciones en infraestructura inteligente de cemento Hidrogel
Otra ventaja destacada del cemento-hidrogel con propiedades termoeléctricas avanzadas es su capacidad para almacenar energía. Este atributo le permite actuar como un sistema híbrido que genera y acumula electricidad, lo cual es crucial para aplicaciones en infraestructuras inteligentes.
Este material puede ser integrado en edificios, carreteras o puentes inteligentes. Gracias a su diseño, puede alimentar sensores, sistemas de monitoreo o dispositivos inalámbricos sin requerir baterías externas. Además, su estructura rica en interfaces electroquímicas maximiza las interacciones internas, incrementando su rendimiento global.
Hacia una construcción sostenible y autosuficiente el cemento Hidrogel
El desarrollo de un cemento-hidrogel con propiedades termoeléctricas avanzadas representa una solución multifuncional frente a los desafíos actuales en construcción y energía. Permite transformar infraestructuras pasivas en sistemas energéticamente activos, utilizando únicamente el calor ambiental o residual.
Al reducir la dependencia de baterías desechables y combustibles fósiles, este avance promueve una construcción más sostenible. A su vez, contribuye a mitigar el impacto ambiental del cemento tradicional, uno de los materiales más contaminantes del planeta.
En definitiva, el cemento-hidrogel con propiedades termoeléctricas avanzadas ofrece un nuevo paradigma para ciudades inteligentes y resilientes, abriendo la puerta a una arquitectura capaz de generar, almacenar y gestionar su propia energía.
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