Màng Polymer có thể được sử dụng trong bộ phận cử động nhân tạo và cung cấp năng lượng cho các thiết bị vi điện tử (micro- and nanoelectronic devices).
Các kỹ sư của Viện kỹ thuật Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology) đã tạo ra một màng polymer mới có thể tạo ra điện dựa trên một nguồn phổ biến: hơi nước.

Vật liệu mới thay đổi hình dạng của nó sau khi hấp thụ một lượng nhỏ nước bốc hơi, cho phép nó liên tục cuộn lên và xuống. Khai thác chuyển động liên tục này có thể điều khiển chân tay robot hoặc tạo ra đủ cho các thiết bị vi điện tử, chẳng hạn như cảm biến môi trường.

"Với một cảm biến điện bằng pin, bạn phải thay thế định kỳ. Nếu bạn có thiết bị này, bạn có thể kiếm năng lượng từ môi trường, do đó bạn không cần phải thay thế nó nhiều lần như trước nữa, "Mingming Ma, một tiến sĩ tại MIT thuộc Viện nghiên cứu ung thư hợp nhất David H. Koch  và là tác giả chính của tài liệu khoa học viết về vật liệu mới phát hành ngày 11 tháng 1 năm 2013 trong tạp chí Issue of Science.

Ông Robert Langer, giáo sư tại Viện H. David Koch của MIT và là tác giả của tài liệu khoa học trên đã nói "chúng tôi rất vui mừng về vật liệu mới này, và chúng tôi hy vọng là chúng ta đạt được hiệu quả cao hơn trong việc chuyển đổi năng lượng cơ học thành điện năng, vật liệu này chắc chắn sẽ được ứng dụng rộng hơn". Những ứng dụng tiềm năng bao gồm quy mô lớn hơn, máy phát điện hơi nước, hoặc các máy phát điện nhỏ hơn cung cấp năng lượng cho thiết bị điện tử.

Các tác giả của nghiên cứu là các tiến sĩ Viện Koch tên Liang Guo và Daniel Anderson, Phó Giáo sư Công nghệ Hóa học và là thành viên của Viện Koch và Viện MIT trong lĩnh vực Kỹ thuật và Khoa học Y tế là Samuel A. Goldblith.

Thu năng lượng
Loại màng nhựa mới được làm từ một mạng lưới lồng vào nhau của hai polyme khác nhau. Một trong những polyme, Polypyrol, tạo thành một ma trận cứng nhưng linh hoạt cung cấp hỗ trợ cơ cấu. Polymer khác, polyol-borat, là một loại gel mềm nở khi nó hấp thụ nước.

Những nỗ lực tạo màng hấp thụ nước trước đây chỉ sử dụng duy nhất Polypyrol, chất này phản ứng yếu hơn nhiều khi đứng một mình. "Bằng cách kết hợp hai loại polymer, bạn có thể tạo ra một thay đổi lớn", Guo nói.

Màng nhựa thu được năng lượng trong gradient nước giữa các môi trường khô và nước phong phú. Khi lớp màng dày 20 micromet nằm trên một bề mặt có chứa  một lượng dù rất nhỏ độ ẩm, mặt dưới cùng hấp thụ hơi nước bốc lên, màng phim  cuộn tròn ra khỏi bề mặt. Phần dưới cùng của màng nhựa được tiếp xúc với không khí, nó nhanh chóng giải phóng độ ẩm, lộn về phía trước, và lại bắt đầu cuộn tròn. Chu kỳ này được lặp đi lặp lại, chuyển động liên tục chuyển đổi năng lượng hóa học của gradient nước thành năng lượng cơ học.

Màng nhựa như vậy có thể hoạt động như một thiết bị truyền động (một loại động cơ) hay máy phát điện. Như một thiết bị truyền động, vật liệu có sức mạnh đáng ngạc nhiên: Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng một màng nhựa 25 mg có thể nâng một tải trọng của miếng kính 380 lần trọng lượng riêng của mình, hoặc vận chuyển một tải trọng của dây bạc 10 lần trọng lượng của nó, bằng cách làm việc như một "siêu máy kéo nhỏ" chạy bằng sức nước. Chỉ sử dụng nước như một nguồn năng lượng, màng nhựa này có thể thay thế các thiết bị truyền động chạy điện đang được sử dụng phổ biến để điều khiển các cử động máy nhỏ.

"Nó hoạt động mà không cần nhiều nước", Ma nói. "Một lượng rất nhỏ độ ẩm là đủ."

Ryan Hayward, một giáo sư khoa học polymer tại Đại học Massachusetts ở Amherst , người không thuộc nhóm nghiên cứu đánh giá “ưu điểm chính của màng nhựa mới là nó không đòi hỏi nhiều ở điều kiện môi trường hay thiết bị truyền động để đáp ứng với những thay đổi về nhiệt độ hay độ acid”.

"Điều thực sự ấn tượng về công việc này là họ đã có thể tìm ra một chương trình mà một gradient trong độ ẩm sẽ làm cho polymer cuộn lên, lật qua và cuộn theo một hướng khác theo chu kỳ, và từ đó có thể khai thác năng lượng để dùng”.

Phát điện
Năng lượng cơ học được tạo ra bởi vật liệu cũng có thể được chuyển đổi thành điện năng bằng cách kết hợp các màng polymer với một vật liệu áp điện, chuyển đổi ứng suất cơ học để được nạp điện. Hệ thống này có thể tạo ra một sức mạnh trung bình 5,6 nanowatts, có thể được lưu trữ trong các tụ điện để siêu tiết kiệm điện năng các thiết bị vi điện tử, chẳng hạn như cảm biến nhiệt độ và độ ẩm.

Nếu được sử dụng để tạo ra điện trên quy mô lớn hơn, màng nhựa có thể thu được năng lượng từ môi trường - ví dụ, đặt trên mặt hồ hoặc sông. Hoặc, nó có thể được gắn vào quần áo, mồ hôi bốc hơi có thể cung cấp nhiên liệu cho loại thiết bị như cảm biến giám sát sinh lý. "Bạn có thể chạy hoặc tập thể dục và tạo ra điện", Guo nói.

Trên một quy mô nhỏ hơn, màng nhựa có thể cung cấp điện cho hệ thống microelectricalmechanical (MEMS), bao gồm cảm biến môi trường, hoặc các thiết bị nhỏ hơn, chẳng hạn như điện tử nano. Các nhà nghiên cứu đang làm việc để nâng cao hiệu quả của việc chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện, có thể cho phép các màng nhựa nhỏ hơn cung cấp điện đủ cho các thiết bị lớn hơn.