Scienziati della Nanyang Technological University, Singapore, hanno creato un personalizzabile, fonte di alimentazione simile a un tessuto che può essere tagliata, piegato o allungato senza perdere la sua funzione.

Guidato dal professor Chen Xiaodong, cattedra associata (facoltà) presso la School of Materials Science &Engineering, la squadra ha riportato sul giornale Materiale avanzato che hanno creato un supercondensatore che funziona come una batteria a ricarica rapida e può essere ricaricato molte volte, che potrebbe fungere da fonte di energia indossabile.

In modo cruciale, hanno reso il loro supercondensatore personalizzabile o "modificabile, " significa che la sua struttura e forma possono essere cambiate dopo che è stato fabbricato, pur mantenendo la sua funzione di fonte di energia. I supercondensatori estensibili esistenti sono fabbricati in modelli e strutture predeterminati, ma la nuova invenzione può essere estesa in più direzioni, ed è meno probabile che non sia abbinato correttamente quando è unito ad altri componenti elettrici.

Il nuovo supercondensatore, quando modificato in una struttura a nido d'ape, ha la capacità di immagazzinare una carica elettrica quattro volte superiore rispetto alla maggior parte dei supercondensatori estensibili esistenti. Inoltre, quando allungato a quattro volte la sua lunghezza originale, conserva quasi il 98 percento della sua capacità di accumulo di energia elettrica, anche dopo le 10, 000 cicli di allungamento e rilascio.

Gli esperimenti condotti dal professor Chen e dal suo team hanno anche dimostrato che quando il supercondensatore modificabile è stato accoppiato con un sensore e posizionato sul gomito umano, ha funzionato meglio dei supercondensatori estensibili esistenti. Il supercondensatore modificabile è stato in grado di fornire un segnale stabile, anche quando il braccio oscillava, che è stato poi trasmesso in modalità wireless a dispositivi esterni, come quello che cattura la frequenza cardiaca di un paziente.

Gli autori ritengono che il supercondensatore modificabile possa essere facilmente prodotto in serie, poiché farebbe affidamento sulle tecnologie di produzione esistenti. Il costo di produzione sarà quindi basso, stimato a circa SGD $ 0,13 (USD $ 0,10) per produrre 1 cm ² del materiale.

Il professor Chen ha detto, "Un supercondensatore affidabile e modificabile è importante per lo sviluppo dell'industria dell'elettronica indossabile. Apre anche ogni sorta di possibilità nel regno dell'Internet of Things quando, l'elettronica indossabile può alimentarsi in modo affidabile e connettersi e comunicare con gli elettrodomestici in casa e in altri ambienti.

"Il mio sogno è combinare i nostri supercondensatori flessibili con sensori indossabili per la diagnostica della salute e delle prestazioni sportive. Con la capacità dell'elettronica indossabile di autoalimentarsi, potresti immaginare il giorno in cui creeremo un dispositivo che potrebbe essere utilizzato per monitorare un maratoneta durante una gara con grande sensibilità, rilevare i segnali sia da sotto che da sovraffaticamento."

Il supercondensatore modificabile è realizzato in materiale composito rinforzato con nanofili di biossido di manganese. Mentre il biossido di manganese è un materiale comune per i supercondensatori, la struttura del nanofilo ultralungo, rafforzato con una rete di nanotubi di carbonio e fibre di nanocellulosa, consente agli elettrodi di resistere alle sollecitazioni associate durante il processo di personalizzazione.

Il team NTU ha anche collaborato con il Dr. Loh Xian Jun, scienziato senior e capo del dipartimento dei materiali morbidi presso l'Istituto di ricerca e ingegneria dei materiali (IMRE), Agenzia per la Scienza, Tecnologia e Ricerca (A*STAR).

Il dottor Loh ha detto, "Personalizzabile e versatile, questi interconnessi, le fonti di alimentazione in tessuto sono in grado di offrire una funzionalità plug-and-play mantenendo buone prestazioni. Essendo altamente estensibile, queste fonti di energia flessibili promettono dispositivi di accumulo di energia "tessuto" di prossima generazione che potrebbero essere integrati nell'elettronica indossabile".