Il potenziale dell'elettronica indossabile va ben oltre gli orologi intelligenti, ma le nostre attuali opzioni per pacchi batteria e circuiti stampati non sono le calze elettriche più comode. Una soluzione, in fase di sviluppo da parte di scienziati in Cina, è semplicemente stampare fibre flessibili su tessuti o vestiti di transizione. Per esempio, hanno stampato modelli che possono raccogliere e immagazzinare elettricità sui tessuti. Con una stampante 3D dotata di ago coassiale, hanno disegnato modelli, immagini, e scritte su stoffa, dandogli la capacità di trasformare il movimento in energia. L'anticipo appare il 27 marzo in Questione , una nuova rivista di scienza dei materiali dell'editore Cell Press.

"Abbiamo utilizzato una stampante 3D dotata di un ugello coassiale fatto in casa per stampare direttamente le fibre sui tessuti e abbiamo dimostrato che potrebbe essere utilizzata per scopi di gestione dell'energia, ", afferma l'autore senior Yingying Zhang, professore nel Dipartimento di Chimica dell'Università Tsinghua. "Abbiamo proposto un approccio con ugello coassiale perché gli ugelli monoassiali consentono di stampare un solo inchiostro alla volta, limitando così notevolmente la diversità compositiva e la funzione progettuale delle architetture stampate."

Zhang e i suoi colleghi hanno realizzato i loro primi tessuti elettronici stampati in 3D utilizzando due inchiostri:una soluzione di nanotubi di carbonio per costruire il nucleo conduttivo delle fibre e seta del baco da seta per la guaina isolante (sebbene altri laboratori possano scegliere materiali che si adattano alla flessibilità, biocompatibilità, e impermeabilità). Siringhe per iniezione riempite con gli inchiostri sono state collegate all'ugello coassiale, che è stato riparato sulla stampante 3D. Questi sono stati usati per disegnare modelli progettati dal cliente, come i caratteri cinesi che significano STAMPA, la parola inglese SILK, e una foto di un piccione.

Questo approccio differisce da altri gruppi che cuciono manualmente componenti elettrici, come le fibre LED, nei tessuti, ma questi processi in più fasi richiedono molto lavoro e tempo. Il punto di forza dell'utilizzo di una stampante 3D è che può creare funzionalità versatili nei tessuti in un unico passaggio. L'approccio è anche economico e facile da scalare, poiché l'ugello è compatibile con le stampanti 3D esistenti, e le parti possono essere scambiate. Però, uno svantaggio è che la risoluzione di ciò che può essere stampato è limitata alla precisione del movimento meccanico della stampante 3D e alle dimensioni degli ugelli.

"Speriamo che questo lavoro ispiri gli altri a costruire altri tipi di ugelli per stampanti 3D in grado di generare progetti con una ricca diversità compositiva e strutturale e persino a integrare più ugelli coassiali in grado di produrre tessuti elettronici multifunzionali in un unico passaggio, " dice Zhang. "Il nostro obiettivo a lungo termine è progettare in modo flessibile, materiali ibridi indossabili ed elettronica con proprietà senza precedenti e, allo stesso tempo, sviluppare nuove tecniche per la produzione pratica di sistemi indossabili intelligenti con funzioni integrate, come il rilevamento, attivazione, comunicare, e così via."