Nylon per produrre energia: questa la scoperta di alcuni ricercatori che hanno trovato il modo di generare energia sfruttando i movimenti del nostro corpo. E a partire da un materiale già ampiamente in uso nei tessuti, soprattutto quelli sportivi. In futuro, la sfida sarà trasformare i nostri abiti in un’importante fonte di energia ma anche progettare indumenti capaci di monitorare i dati biometrici o ricaricare i disposti mobili come, ad esempio, i cellulari. Ecco i dettagli della ricerca.
Nylon: si può produrre energia dai nostri indumenti?
Ebbene sì, grazie a nylon piezoelettrici. La sfida è produrre energia da particolari fibre che sfruttano i movimenti naturali del nostro corpo. L’intuizione è del professor Kamal Asadi del Dipartimento di Fisica della Bath University e del suo ex dottorando, Saleem Anwar. I due esperti hanno guidato un team misto di ricercatori, provenienti dall’Università di Bath, dall’Istituto Max Planck per la ricerca sui polimeri in Germania e dall’Università di Coimbra, in Portogallo. Il prossimo obiettivo sarà creare indumenti in grado di monitorare la nostra salute attraverso sensori miniaturizzati e caricare i dispositivi mobili senza alcuna fonte di alimentazione esterna.
Cos’è la piezoelettricità?
La piezoelettricità è il fenomeno attraverso cui l’energia meccanica si trasforma in energia elettrica. In altre parole, un materiale piezoelettrico genera una carica che, se collegata a un circuito, può essere immagazzinata in un condensatore e quindi utilizzata. Dunque, indossando un indumento piezoelettrico anche il più semplice movimento agiterebbe le fibre generando una carica elettrica disponibile.
Un materiale niente affatto nuovo
Le proprietà piezoelettriche del nylon si conoscono sin dagli anni ’80. Tuttavia, tale materiale atossico e privo di piombo non è stato sfruttato in passato perché “molto difficile da maneggiare“. Questo quanto riferito dal professor Asadi, che ha ammesso: “La sfida è preparare fibre di nylon che mantengano le loro proprietà piezoelettriche“.
Nylon: la nuova frontiera dell’energia
Nella sua forma polimerica grezza il nylon è una polvere bianca che può essere miscelata con materiali naturali o artificiali impiegata poi per creare una miriade di prodotti. Finora, il problema affrontato dai ricercatori era di preservare il nylon nella sua forma cristallina, l’unica a mantenere le proprietà piezoelettriche. Per la prima volta, infatti, i ricercatori sono riusciti nell’intento mettendo appunto un metodo per creare cristalli di nylon. Il processo consiste nello sciogliere, raffreddare rapidamente e stirare il nylon. Purtroppo, al momento si ottengono solo lastre piezoelettriche spesse (dette film) e non adatte ai tessuti. D’ora in poi, l’ambizione sarà ottenere fili o comunque pellicole abbastanza sottili per il loro impiego nell’elettronica indossabile.
Qualche particolare in più sulla scoperta
Fino a oggi la possibilità di produrre sottili lastre di nylon piezoelettrico si riteneva appartenesse più alla fantascienza che alla scienza. Di conseguenza, l'entusiasmo iniziale degli studi nel settore si arrestò attorno agli anni '90. Solo l'ostinazione del professor Asadi e del suo team ha dato nuova linfa alla ricerca, dapprima all'Istituto Max Planck e poi all'Università inglese di Bath. Soprattutto, il successo è l'aver adottato un approccio rivoluzionario. Infatti, gli scienziati si sono accorti di poter lasciare inalterate le proprietà piezoelettriche sulla pellicola di nylon utilizzando un solvente acido. Come hanno chiarito, "L'acetone si lega molto bene alle molecole di acido". Pertanto, "quello che rimane è il nylon nella sua fase cristallina piezoelettrica".
Le dichiarazioni del Professor Asadi
Il professor Asadi ha spiegato come oggi cresca la domanda di tessuti elettronici intelligenti, seppure "trovare fibre economiche, pronte all'uso e adattabili agli indumenti moderni resta una sfida per l'industria tessile". E ha proseguito: "I materiali piezoelettrici sono buoni candidati per la raccolta di energia da vibrazioni meccaniche come il movimento del corpo, ma la maggior parte di questi materiali sono in ceramica e contengono piombo, che non è solo tossico ma soprattutto ne rende difficile la loro integrazione negli indumenti".
Nylon: quali le potenzialità future?
Di certo, lo sviluppo di fibre piezoelettriche segna è un passo importante verso la produzione di tessuti intelligenti, nonostante residui qualche difficoltà applicativa. La sfida futura sarà integrare dispositivi elettronici anche minuscoli, come i sensori, e produrre elettricità attraverso i movimenti del corpo. Al momento, si sta studiando anche il modo per raccogliere l'elettricità in una batteria tascabile, da collegare a un dispositivo tramite cavo o in modalità wireless. A tal proposito, suonano ottimistiche le parole del professor Asadi: "Nei prossimi anni potremmo usare le nostre magliette per alimentare un dispositivo come il telefono o per monitorare la nostra salute".
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