Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Tessuto conduttivo raccoglie il calore corporeo per guidare i computer indossabili

Un nuovo tipo di elettronica fatta di plastica e alimentata dal calore del corpo potrebbe rendere gli indumenti intelligenti una realtà.

Tecnologie industriali

Immaginate di abbandonare il vostro fitness tracker per una felpa che possa monitorare il vostro battito cardiaco e registrare l’intensità dell’allenamento. Il problema, naturalmente, è che gli indumenti sportivi devono essere lavati dopo l’uso e l’elettronica notoriamente non si mescola bene con l’acqua. Il progetto ThermoTex, finanziato dall’UE, ha affrontato questa sfida studiando le potenzialità dell’elettronica indossabile a base di plastica che può funzionare senza batterie, raccogliendo invece l’energia dal calore corporeo di chi la indossa.

Sonde spaziali

I generatori termoelettrici sfruttano la differenza di temperatura su una superficie per produrre elettricità, talvolta utilizzando materiale radioattivo come fonte di calore. «Di solito si usano in situazioni in cui i costi non importano», afferma Christian Müller, coordinatore del progetto ThermoTex. «I dispositivi termoelettrici sono stati utilizzati per alimentare le sonde spaziali e i fari nell’Artico». Le tecnologie termoelettriche esistenti si basano su leghe metalliche delicate e tossiche che non sono adatte all’uso nei tessuti. Per creare elettronica indossabile, Müller e il suo gruppo di ricerca presso la Chalmers University of Technology in Svezia hanno lavorato con plastiche conduttive. «Queste ultime sono meno efficienti delle leghe metalliche, ma sono molto economiche da lavorare e produrre, quindi abbiamo guadagnato molto dal punto di vista dei costi», spiega.

Gradiente di temperatura

Tuttavia, l’efficienza dei dispositivi termoelettrici dipende da quanto grande è la differenza di temperatura. «In fin dei conti non stiamo parlando di enormi quantità di energia che si possono raccogliere», aggiunge Müller. «Siamo interessati a sviluppare questa tecnologia per alimentare piccoli dispositivi indossabili e sensori dell’Internet degli oggetti». Per farlo, il gruppo ha trasformato la plastica conduttiva in fibre o filati e, in ultima analisi, in tessuti che potrebbero essere organizzati come un circuito elettronico. La prova di concetto può generare solo circa un microwatt di potenza, molto meno di quanto offre la cella fotovoltaica di una calcolatrice alimentata a energia solare. Eppure, come spiega Müller, ciò può comunque essere utile: «Immagino un sensore selettivo, non un sensore continuo, che raccoglie l’energia in un condensatore e invia i dati in modo intermittente». I filati termoelettrici di Müller possono essere lavati almeno 15 volte, molto di più rispetto ai filati argentati disponibili in commercio, ma anche questi ultimi possono essere resi lavabili, come ha dimostrato un ricercatore in visita, Byungil Hwang di dell’Università di Chung-Ang in Corea del Sud. Questo tipo di collaborazione, afferma Müller, è il punto in cui il valore dei finanziamenti UE è più evidente.

Accelerare il campo

«La sovvenzione ha dato molto di più che il denaro per pagare i materiali», osserva. «I finanziamenti del Consiglio europeo della ricerca ci hanno dato un grande contrassegno di approvazione, così altri gruppi hanno voluto lavorare con noi e sono stati ispirati a fare anche le loro ricerche». Questa attività, afferma Müller, ha contribuito ad accelerare il campo della termoelettronica indossabile negli ultimi cinque anni: «Molti altri gruppi hanno accolto l’idea: è importante non essere i soli a lavorare nel vuoto, ma che esista un intero campo di ricerca». Come risultato del progetto ThermoTex, il gruppo ha presentato 29 articoli e altri 10 sono in cantiere. Insieme al gruppo di Mariano Campoy-Quiles dell’ICMAB-CSIC in Spagna, hanno anche ottenuto un brevetto per un materiale innovativo che può cambiare tipo di vettore maggioritario quando è illuminato con luce UV e questo, conclude Müller, è il punto culminante della ricerca: persone, articoli e brevetti.

Parole chiave

ThermoTex, termoelettrico, tessuto, filato, plastica, argento, faro, condensatore, sensore, Internet degli oggetti

Scopri altri articoli nello stesso settore di applicazione