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Ink-jet printed energy storage devices on textiles: powering the next generation of smart clothing

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Una tecnologia stampabile rende possibile la prossima generazione di abbigliamento intelligente

L’Internet delle cose connette già case e auto. Grazie a nuovi dispositivi stampabili per l’accumulo di energia, presto anche i vestiti potrebbero essere connessi.

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Grazie allo sviluppo di tessuti intelligenti, conosciuti anche come tessuti elettronici o e-textile, i capi d’abbigliamento potrebbero presto essere connessi all’Internet delle cose (IoT). «I tessuti intelligenti indossabili sono progettati per eseguire varie funzioni elettroniche e hanno il potenziale per aggiungere nuove funzionalità ai tessuti di tutti i giorni», afferma Valeria Nicolosi, professoressa di nanomateriali e microscopia avanzata presso il Trinity College di Dublino. Secondo la docente, il mercato dei tessuti elettronici non si limita solo all’industria dell’abbigliamento, ma comprende anche vari settori, quali medico, dei trasporti, dell’energia e delle comunicazioni. «Generatori di energia, sensori, antenne e luci sono già stati incorporati nei tessuti utilizzati per tende, sedili autoriscaldanti e dispositivi indossabili per il monitoraggio della salute», spiega Nicolosi. La prossima generazione di e-textile permetterà il controllo dei gesti, ma ottenere questa funzionalità richiede l’uso di sensori altamente integrati e una maggiore alimentazione. «L’alimentazione è tradizionalmente il collo di bottiglia nello sviluppo di tessuti intelligenti», osserva la docente. «Questo perché gli alimentatori attuali sono piuttosto inflessibili e pesanti, rendendo difficile integrarli senza interruzioni nei tessuti elettronici.» È qui che entra in gioco il progetto Powering_eTextiles, sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca. «Il nostro obiettivo è quello di sviluppare i dispositivi di accumulo dell’energia ad alte prestazioni che consentiranno la prossima generazione di indossabili intelligenti e di elettronica basata sui tessuti», aggiunge Nicolosi, che è la coordinatrice del progetto.

Dispositivi stampabili

Per sviluppare una tale soluzione, il progetto si è rivolto alla stampa a getto d’inchiostro e ai materiali bidimensionali (2D) ultrasottili a nanolamine. «Grazie al nostro bagaglio di esperienza nel campo degli inchiostri stampati 2D, abbiamo sviluppato un dispositivo di accumulo di energia altamente efficiente, flessibile e resistente ai lavaggi che può essere utilizzato in vari tipi di tessuti, fra cui cotone, policotone e poliestere», continua la docente. Sempre Nicolosi spiega poi che l’elettronica indossabile completamente stampata e basata su materiali 2D richiede pile multistrato stampate solide e riproducibili, le quali consistono in un collettore di corrente, materiali per elettrodi attivi ed elettrolita in gel. Con l’esfoliazione dei materiali stratificati, le pile possono essere stampate usando inchiostri a basso costo e tramite una tradizionale stampante a getto d’inchiostro. «Dal momento che questi dispositivi possono essere stampati, renderanno la produzione di tessuti intelligenti più economica e scalabile», afferma ancora la docente. «Grazie alla loro flessibilità e alle dimensioni minimaliste, miglioreranno inoltre la qualità e le capacità di produrre effetti speciali dei tessuti.»

Il meglio deve ancora venire

Nicolosi è orgogliosa di aver sviluppato una soluzione di alimentazione per tessuti elettronici avanzati, ma ciò che la entusiasma di più deve ancora venire. «Non vedo l’ora di poter utilizzare questa tecnologia in applicazioni reali e vedere quali nuove capacità consentirà», dichiara. Nonostante il progetto Powering_eTextiles sia ora concluso, il suo lavoro non lo è, poiché attualmente è impegnata a condurre ulteriori ricerche per far progredire le soluzioni di alimentazione in vista della commercializzazione e sta inoltre coinvolgendo gli interlocutori dell’industria per condurre test sui prodotti. «Nella scienza niente si ferma, e questo progetto ha piantato i semi per così tante idee da provare e testare che, nel momento in cui si uniranno, origineranno una soluzione da impiegare nella nostra vita di tutti i giorni», conclude Nicolosi.

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