La batteria dello smartphone è a terra? Niente paura, basta collegare la spina alla giacca, e il gioco è fatto. È questo almeno uno degli scenari che potrebbe rendere possibile in futuro lo speciale tessuto piezoelettrico ideato dai ricercatori dell’Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (CnrNano) di Lecce, capace di generare energia elettrica dai suoi stessi movimenti. Il prototipo, realizzato in collaborazione con l’Università del Salento, l’Istituto italiano di tecnologia, l’Università dell’Illinois e la Northwestern University, e presentato sulla rivista Nature Communications, è stato collaudato per ora come sensore di pressione ultra-sensibile, ma in futuro promette applicazioni in campi come l’alimentazione di dispositivi elettronici, e la produzione di interfacce per i robot umanoidi.
Il tessuto è stato realizzato attraverso un processo di “nanofilatura”, che sfrutta le proprietà piezoelettriche di particolari polimeri chiamati polivinilidenfluoruri. “Si tratta di materiali che quando vengono sollecitati da una forza meccanica, allungati o compressi, producono ai loro estremi cariche elettriche”, spiega Luana Persano, ricercatrice del CnrNano che ha coordinato la ricerca: “Questa energia può essere immagazzinata o usata come segnale di una deformazione avvenuta. Il nostro prototipo è in grado di generare un segnale elettrico in risposta a una sollecitazione anche molto piccola, come quella indotta da un insetto che si posa sulla superfice, o la caduta di una foglia”.
Testato come sensore di pressione, il dispositivo ha dimostrato infatti di poter fornire misure ultra-sensibili, molto al di sotto del migliaio di Pascal (equivalenti al tocco di un dito) garantiti dai sensori oggi disponibili. È inoltre prodotto con tecnologie a basso costo, e facili da riprodurre a livello industriale. Una volta integrato in sistemi più complessi comunque, i ricercatori ritengono che il tessuto piezoelettrico potrebbe trovare applicazione in molti altri campi, che vanno dall’elettronica portatile che si interfaccia con il corpo umano, ai dispositivi di monitoraggio per la salute ed il wellness, fino alla produzione di muscoli artificiali e tessuti ingegnerizzati.
La nuova tecnologia potrebbe inoltre portare ad un grande passo avanti anche nel campo della robotica umanoide. “L’eccezionale sensibilità del dispositivo permetterebbe lo sviluppo di sensori tattili di precisione, che possono rappresentare il primo passo verso la realizzazione di una pelle artificiale elettronica capace di mimare le caratteristiche fisiche e multifunzionali della pelle umana”, continua Persano. “Le speciali proprietà del materiale si devono a un metodo di elettrofilatura messo a punto nei laboratori di Lecce, che ci permette di avere densi fasci di fibre estremamente allineate tra loro, e al contempo di orientare le catene molecolari di ogni fibra. In questo modo riusciamo a potenziare le caratteristiche piezoelettriche del polimero di partenza”, conclude il ricercatore.
Riferimenti: High performance piezoelectric devices based on aligned arrays of nanofibers of poly(vinylidenefluoride-co-trifluoroethylene); Luana Persano, Canan Dagdeviren, Yewang Su, Yihui Zhang, Salvatore Girardo, Dario Pisignano, Yonggang Huang & John A. Rogers; Nature Communications doi: 10.1038/ncomms2639
Credits immagine: Cnr
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