CSIC diseña un programa para facilitar la investigación en nanocargadores sin cables

El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), a través del Instituto de Ciencias Materiales de Sevilla (ICMS), ha desarrollado un nuevo
programa informático denominado ‘NanoDataLyzer’ que permite a la comunidad científica, centrada especialmente en la investigación de nanogeneradores o ‘nanocargadores’, agilizar los cálculos y análisis de la funcionalidad de estos dispositivos. Estos aparatos son usados actualmente en aplicaciones tecnológicas relacionadas con el Internet de las Cosas (IoT), así como a la industria de las energías renovables, la medicina o la agricultura inteligente.

De este modo, el equipo de investigación Nanotecnología en Superficies y Plasma ha incluido en este software funcionalidades que permiten automatizar medidas de potencia y energía y realizar análisis estadísticos de los resultados. Además, esta aplicación informática no sólo permite hacer pruebas con nanogeneradores para convertir energía cinética (movimiento), también es aplicable a otros sistemas como los nanogeneradores piroeléctricos y termoeléctricos para aprovechamiento energético de variaciones y gradientes de temperatura, e incluso a sistemas que captan vibraciones, temperatura y luz al mismo tiempo.

Estos aparatos son usados actualmente en aplicaciones tecnológicas relacionadas con el Internet de las Cosas (IoT).

Otra de las importantes características del software es que, además de mejorar y optimizar el tratamiento de las señales que emite el nanogenerador, incluye una gran versatilidad. Y es que gracias al apartado de “Create dataset bach” se podrán incluir nuevos códigos fuentes que se irán incluyendo en NanoDatalyzer. Esta funcionalidad permite que los usuarios puedan realizar nuevos cálculos y medidas de sus dispositivos y automaticen los test para comprobar su funcionalidad.

El funcionamiento de NanoDataLyzer

Hasta el momento, los investigadores utilizaban hasta dos programas simultáneos para poder analizar el comportamiento de un nanogenerador. Los científicos introducían un estímulo al nanogenerador (temperatura, rozamiento, humedad, fuerza,) y medían el comportamiento del dispositivo con diversos programas desde Origin, Excel u otros programas de cálculo.

NanoDataLyzer simplemente requiere de la carga de un archivo (.csv, xlx. …) para automatizar los cálculos. Los modelos de procesado son voltaje-tiempo o intensidad-tiempo con o sin resistencia y puede realizar los cálculos con la unidad de medida se desee. Además, permite incluir, operaciones matemáticas que se aplicarán a las medidas realizadas (stimulus data). Por otro lado, NanoDataLyzer permite generar gráficas automáticamente mediante un botón (plot stimulus) para estudiar la respuesta del dispositivo en diferentes variables con las herramientas básicas de (movimiento, ampliación o modificación).

Además, el programa incluye varios algoritmos a aplicar como Fast Furier Transform, Adjanted averaging (media móvil), Savirzky- Golay, Lowess y Loess, uniendo los parámetros que elija el usuario. Otro de los bloques de este programa es la sección de Integration que permite calcular fácilmente la energía en julios o vatios. Por último, también permite realizar estadísticas medias de las señales introducidas a través de la herramienta “Apply average”.

NanoDataLyzer ha sido diseñado mediante lenguaje de cálculo técnico de MatLab para Windows y puede descargarse e instalarse fácilmente a través de la plataforma Zenodo y GitHub, ya que únicamente se requiere mencionar la atribución del programa en las mediciones publicadas. “Es un software que facilita mucho las medidas de nanogeneradores.

Caracterizar completamente estos dispositivos significa hacer muchos tests y cálculos repetitivos que ahora con NanoDataLyzer podremos automatizar con un par de clicks. Nos ahorra mucho tiempo a los investigadores”, afirma el investigador predoctoral, Xabier García Casas (CSIC), que ha desarrollado este programa junto a los investigadores Gloria Moreno, Fernando Núñez, Triana Czermak, Hari Krishna, Francisco J. Aparicio, Juan R. Sanchez, Ángel Barranco y Ana Borras.