Man mano che gli smartwatch diventano più potenti, genereranno più calore. Per prevenire ustioni o eruzioni cutanee, e se un materiale a contatto con la pelle potesse sembrare freddo come il metallo, ma anche essere abbastanza flessibile da essere indossato al polso?

Un team di ingegneri della Purdue University ha scoperto che un tipo di tessuto tipicamente utilizzato per l'attrezzatura da trekking ha notevoli proprietà di conduzione del calore alla pari dell'acciaio inossidabile, potenzialmente portando a dispositivi elettronici indossabili che raffreddano con successo sia il dispositivo che la pelle di chi lo indossa.

Il materiale è costituito da fibre di polietilene ad altissimo peso molecolare, che sono venduti commercialmente con il marchio Dyneema. Questi tessuti a base di polimeri sono commercializzati per la loro elevata resistenza, durata e resistenza all'abrasione, e sono spesso usati per creare armature per il corpo, attrezzatura sportiva di specialità, corde e reti.

I ricercatori del trasferimento di calore di Purdue hanno recentemente studiato altri usi per il tessuto, vale a dire come interfaccia di raffreddamento tra la pelle umana e l'elettronica indossabile (vedi un video su questa ricerca su YouTube). La loro ricerca è pubblicata in Rapporti scientifici .

"Questo tessuto ha una grande flessibilità e proprietà termiche. Se lo cuci in modo diverso, intrecciarlo in modo diverso o iniziare a mescolare i polimeri con materiali diversi, potresti adattare le proprietà del tessuto a diverse applicazioni, " ha detto Justin Weibel, un professore associato di ricerca presso la Purdue's School of Mechanical Engineering.

Se un materiale ha un'elevata conduttività termica, ciò significa che il calore si dissipa più facilmente attraverso il materiale. Esistono molti metodi di dissipazione del calore per i tessuti, dal semplice (traspirante); all'intricato (tessuti convenzionali con fili conduttori di calore intrecciati); al molto complesso (indumenti raffreddati a liquido indossati dagli astronauti).

"Il tuo prossimo smartwatch o visore per realtà virtuale potrebbe essere più potente del tuo attuale smartphone, quindi abbiamo bisogno di dissipare il calore lontano dai componenti elettronici per mantenere comodo chi lo indossa, " disse Aaditya Candadai, che ha recentemente completato il suo dottorato di ricerca. a Purdue facendo ricerca su questo progetto. "Questi tessuti polimerici hanno incredibili proprietà termiche che possono mantenere questi dispositivi più freschi ed evitare ustioni cutanee di basso grado".

Il team ha scoperto queste proprietà confrontando il Dyneema con i tessuti di cotone convenzionali, nonché fogli di polietilene in forma rigida di tessuto non tessuto. Hanno ottenuto diversi campioni di tessuto fabbricati commercialmente e hanno persino tessuto i propri campioni da fibre di Dyneema grezze.

I ricercatori hanno testato i campioni di tessuto presso il Birck Nanotechnology Center nel Discovery Park di Purdue. I campioni sono stati inseriti in una piccola camera a vuoto, con un filo metallico posato sulla superficie come fonte di calore.

Utilizzando un microscopio a infrarossi, potevano generare dati dettagliati su quanto calore veniva condotto attraverso la superficie del tessuto, e in quale direzione. Hanno scoperto che il tessuto Dyneema ha una conduttività termica 20-30 volte superiore rispetto ad altri tessuti, paragonabile all'acciaio.

Il team ha anche testato la flessibilità del tessuto, che è importante per l'elettronica indossabile.

"C'è un equilibrio; non vogliamo creare materiali termicamente conduttivi così rigidi, le persone non si sentiranno a proprio agio indossandoli, " ha detto Candadai. "Questi tessuti polimerici sono in quel punto debole di avere una buona conduttività e una buona flessibilità."

Il tessuto ha naturalmente queste proprietà senza circuiti aggiuntivi o altre attrezzature, ma i ricercatori hanno anche in programma di testare in che modo la tessitura di materiali diversi influisce sul tessuto.

"Potremmo integrare altri tipi di fibre:fibre di carbonio, fibre metalliche, per ottenere diverse combinazioni di proprietà, " disse Amy Marconnet, professore associato di ingegneria meccanica.