Ricercatori cinesi hanno realizzato un materiale indossabile che, sfruttando i movimenti del corpo, riesce a “indurre” e immagazzinare deboli correnti, in grado di alimentare lo smartwatch o altri dispositivi.
I bioingegneri della Tsinghua University (Pechino) hanno realizzato un tessuto che, per il solo fatto di essere indossato, e quindi sottoposto ai movimenti del corpo, genera elettricità (una debole corrente, ma significativa). Il sistema la immagazzina e può utilizzarla per alimentare uno o più dispositivi (come lo smartwatch), oppure un sistema di monitoraggio delle funzioni vitali.
I risultati degli studi su questo nuovo, avanzato tipo di materiale sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nano Research Energy. Dunque, i ricercatori cinesi sembrano aver raggiunto un obiettivo inseguito da tempo: quello di poter utilizzare un sistema di generazione e ricarica elettrica che prescinda da batterie separate.
Il tessuto, chiamato fiber-TENG, contiene anche nanomateriali (in particolare, nanotubi di carbonio), cioè materiali che sono stati progettati per avere dimensioni fra 1 e 100 nanometri (un nanometro, lo ricordiamo, equivale a un miliardesimo di metro). In questa scala così ridotta, i nanomateriali presentano caratteristiche diverse rispetto ai loro omologhi di dimensioni più grandi.
Il tessuto creato dai ricercatori della Tsinghua University, una delle più importanti in Cina, è costituito da tre strati paralleli: uno di acido polilattico (un polimero usato nelle stampanti 3D), uno di ossido di grafene ridotto (usatissimo in vari ambiti) e uno di polipirrolo (sostanza già molto utilizzata in medicina e non solo). La sigla di questo “sandwich” è PLA-rGO-PPy.
Questi materiali costituiscono la trama di un materiale che sfrutta la triboelettricità, cioè l’elettricità irregolare che si genera naturalmente, in alcuni materiali, per attrito, con i normali movimenti del corpo. Il fiber-TENG riesce a raccogliere quell’energia, che è a bassa frequenza, e ad accumularla in un tessuto a composizione leggermente diversa, chiamato fiber-SC, basato sull’ossido di grafene, che contiene i nanotubi e assicura la funzione forse più desiderata: la possibilità, come dicevamo, di sfruttare queste deboli correnti elettriche per alimentare eventuali apparati esterni.
Il fiber-SC può essere inserito all’interno del tessuto TENG in una zona specifica, per esempio quella del polso, e da lì inviare l’elettricità dove ce n’è bisogno: a uno smartwatch, ad auricolari wireless, o a un sensore per il battito cardiaco. Ma la corrente così generata potrà servire, secondo i ricercatori, anche per alimentare altri tipi di applicazioni, come quelle che consentono il controllo dell’organismo, dopo un ricovero o un intervento chirurgico, o anche per il monitoraggio di certi microrganismi patogeni.
Il tutto, scrivono gli studiosi, funziona regolarmente per un elevato numero di cicli, è molto leggero e flessibile, gradevole da indossare e anche relativamente semplice da realizzare, perché è costituito da elementi sostenibili e già in commercio (anche se il processo di “assemblaggio” richiede, in verità, tecniche molto avanzate).
Il team ora vuole esplorare i potenziali usi del tessuto nel “mondo reale”, fuori dai laboratori accademici. Per questo – si legge in un comunicato della Tsinghua University – verranno ottimizzati i processi di progettazione e fabbricazione, e studiate le prestazioni in condizioni differenti.