Il movimento del corpo può produrre elettricità dalle fibre di nylon intelligenti

Gli scienziati hanno scoperto un modo per generare elettricità dal nylon, il tessuto elastico ampiamente utilizzato nell’abbigliamento sportivo, facendo sperare che i vestiti sul nostro corpo diventino un’importante fonte di energia. Un modo per produrre fibre di nylon abbastanza intelligenti da produrre elettricità dal semplice movimento del corpo.

Ciò apre la strada a vestiti intelligenti che monitoreranno la nostra salute attraverso sensori miniaturizzati e caricheranno i nostri dispositivi senza alcuna fonte di alimentazione esterna. Questa scoperta si basa su un lavoro rivoluzionario sui nylon piezoelettrici processati in soluzione. La piezoelettricità descrive il fenomeno in cui l’energia meccanica viene trasformata in energia elettrica.

Il corpo può produrre elettricità grazie a fibre di nylon intelligenti

Mentre si indossano indumenti piezoelettrici, come una maglietta, anche un semplice movimento come oscillare le braccia causerebbe distorsioni sufficienti nelle fibre per generare elettricità. “C’è una crescente domanda di tessuti elettronici intelligenti, ma trovare fibre economiche e prontamente disponibili di materiali elettronici che siano adatte per gli indumenti moderni è una sfida per l’industria tessile“, dichiara l’autore dello studio.

I materiali piezoelettrici sono buoni candidati per la raccolta di energia dalle vibrazioni meccaniche, come il movimento del corpo, ma la maggior parte di questi materiali sono in ceramica e contengono piombo, che è tossico e rende difficile la loro integrazione nell’elettronica indossabile o nei vestito. Nella sua forma polimerica grezza, il nylon è una polvere bianca che può essere miscelata con altri materiali e quindi modellata in una miriade di prodotti, dai vestiti e le setole dello spazzolino da denti agli imballaggi alimentari e alle parti di automobili.

È quando il nylon si riduce a una particolare forma cristallina che diventa piezoelettrico. Hanno, quindi, adottato un approccio completamente nuovo alla produzione di film sottili di nylon piezoelettrico. Hanno sciolto la polvere di nylon in un solvente acido anziché scioglierlo. Tuttavia, hanno scoperto che il film finito conteneva molecole di solvente che erano bloccate all’interno dei materiali, impedendo così la formazione della fase piezoelettrica.

Sviluppo di fibre piezoelettriche

Inoltre hanno scoperto che mescolando la soluzione acida con l’acetone, sono stati in grado di sciogliere il nylon e quindi estrarre l’acido in modo efficiente, lasciando la pellicola di nylon in un fase piezoelettrica. L’acetone si lega molto fortemente alle molecole di acido, quindi quando l’acetone viene evaporato dalla soluzione di nylon, porta con sé l’acido. Quello che rimane è il nylon nella sua fase cristallina piezoelettrica. Il passo successivo è trasformare il nylon in filati e poi integrarli nei tessuti.

Lo sviluppo di fibre piezoelettriche è un passo importante verso la possibilità di produrre tessuti elettronici con applicazioni chiare nel campo dell’elettronica indossabile. L’obiettivo è integrare elementi elettronici, come sensori, in un tessuto e generare energia mentre siamo in movimento.

Ph. Credit: Istituto Max Planck