Presto collegheremo il nostro cellulare alla nostra maglietta invece di inserire una batteria? Questa visione non è del tutto irraggiungibile:i primi passi in questa direzione sono già stati fatti.
Ora un team guidato da Zhong Lin Wang presso il Georgia Institute of Technology (Atlanta, USA) e Jong Min Kim di Samsung Electronics in Corea del Sud sta introducendo un prototipo per un dispositivo flessibile di accumulo di energia che può essere lavorato nei tessuti. Come riportano gli scienziati sulla rivista Angewandte Chemie , questo supercondensatore è costituito da una disposizione molto speciale di nanofili di ossido di zinco cresciuti su fibre convenzionali.
Sebbene più piccolo, componenti più leggeri vengono costantemente sviluppati, la maggior parte dei dispositivi per la generazione e lo stoccaggio di energia sono troppo ingombranti e pesanti per i dispositivi elettronici del futuro sempre più miniaturizzati. I supercondensatori sono un'interessante alternativa alle batterie e alle batterie ricaricabili per l'accumulo di energia. Possono essere ricaricate quasi all'infinito ed estremamente veloci; però, gli esempi precedenti non sono stati abbastanza flessibili o leggeri.
Il team di ricerca ha ora sviluppato un prototipo per un micro-supercondensatore elettrochimico a base di fibre ad alta efficienza che utilizza nanofili di ossido di zinco come elettrodi. Il substrato per uno degli elettrodi è un flessibile, filo di plastica fine; per l'altro elettrodo è una fibra in Kevlar. Kevlar è il materiale utilizzato per realizzare giubbotti antiproiettile. I ricercatori sono stati in grado di coltivare nanofili di ossido di zinco su ciascuno di questi substrati. Rivestimenti aggiuntivi con materiali come oro e ossido di manganese potrebbero migliorare ulteriormente la capacità di carica. Usando le pinzette, i ricercatori hanno quindi avvolto ciascuno dei fili di plastica con una fibra di Kevlar. Questo gruppo è stato quindi incorporato in un elettrolita gel solido che separa i due elettrodi e consente il trasporto di carica necessario. Un fascio di queste fibre potrebbe essere lavorato per formare un filo.
L'ossido di zinco presenta vantaggi speciali rispetto ai materiali dei supercondensatori convenzionali, :può essere coltivato su qualsiasi substrato desiderato in qualsiasi forma a bassa temperatura (inferiore a 100 °C) ed è sia biocompatibile che ecologico.
Un'applicazione particolarmente interessante sarebbe l'uso di questi nuovi mezzi di accumulo di carica in combinazione con nanogeneratori di fibre flessibili, che Wang e il suo team hanno precedentemente sviluppato. Il battito cardiaco e i passi di chi lo indossa, o anche un vento leggero, basterebbe spostare i nanofili piezoelettrici di ossido di zinco nelle fibre, generazione di corrente elettrica.
Sotto forma di una "maglia elettrica", un tale sistema potrebbe fornire una corrente sufficiente per piccoli dispositivi elettronici, come telefoni cellulari o piccoli sensori come quelli usati per avvertire i vigili del fuoco delle tossine.
