L'elettronica indossabile potrebbe essere perennemente alimentata da elastici, materiali autoriparanti che utilizzano il calore corporeo per generare elettricità. Tre composti organici accuratamente curati sono stati combinati per sviluppare un prototipo di materiale termoelettrico che è sia elastico che autorigenerante, può generare la propria elettricità, ed è abbastanza robusto da resistere alle sollecitazioni e alle sollecitazioni della vita quotidiana.

I sensori indossati sulla pelle o come impianti sono un modo sempre più diffuso per raccogliere dati biologici per scopi personali e medici. Possono monitorare preziosi indicatori della salute umana, come la frequenza cardiaca, pressione sanguigna, attività cerebrale, movimento muscolare, calorie bruciate e il rilascio di alcune sostanze chimiche. L'obiettivo finale sono le tecnologie indossabili autoalimentate, ma questi richiederanno una fonte di elettricità affidabile e durevole.

I materiali termoelettrici utilizzano gradienti di temperatura per generare elettricità. Hanno il potenziale per potenziare le tecnologie indossabili utilizzando il calore corporeo, eliminando la necessità di batterie, ma i materiali attuali mancano della flessibilità, forza e resilienza per evitare di subire danni permanenti.

Un team guidato da Derya Baran e Seyoung Kee presso KAUST ha miscelato il polimero termoelettrico altamente conduttivo PETOT:PSS (poli(3, 4-etilendiossitiofene) drogato con polistirene solfonato), con dimetilsolfossido, un composto organico che potenzia le prestazioni di PETOT:PSS, e Tritone X-100, un appiccicoso, agente gelatinoso che incoraggia il legame idrogeno con PETOT:PSS. "Questo ingrediente finale era essenziale per fornire le proprietà elastiche e autorigeneranti di cui avevamo bisogno, "dice Kee.

I ricercatori hanno utilizzato una stampante 3D per depositare la loro miscela in strati spessi e quindi hanno testato le prestazioni termoelettriche di questi film sotto costrizione. Primo, hanno scoperto che una differenza di temperatura di 32 gradi Celsius tra i due lati del film ha generato la potenza massima di 12,2 nanowatt.

Il team ha quindi testato il comportamento di autorigenerazione delle pellicole tagliandole a metà con una lametta mentre alimentavano una luce a LED. "Incredibilmente, la luce non si è spenta durante o dopo il taglio, "dice Kee. "Ho ripetuto il taglio dieci volte, ma ha continuato ad autoguarirsi in meno di un secondo e ha mantenuto l'85 percento della sua potenza erogata." Inoltre, quando hanno allungato il film di circa un terzo in più rispetto alle sue dimensioni originali, forniva comunque un'alimentazione stabile.

"L'elettronica indossabile è sottoposta a continue sollecitazioni, e la loro alimentazione è soggetta a rotture, " dice Kee. "Il nostro materiale può fornire una potenza costante e affidabile perché può deformarsi, allungare, e, soprattutto, guarire se stesso".

Dodici nanowatt non sono sufficienti per alimentare molti dispositivi, tranne forse biosensori e trasmettitori altamente efficienti, ma è un inizio promettente. "Abbiamo dimostrato che tali materiali possono essere realizzati facilmente utilizzando la stampa 3D, che è una tecnologia molto popolare e pratica", afferma Kee. "Successivamente, dobbiamo trovare materiali con proprietà termoelettriche ancora migliori in modo da poter generare maggiore potenza nel prossimo futuro".