I componenti elettronici indossabili incorporati direttamente nei tessuti sono stati sviluppati da ricercatori dell'Università di Cambridge. I dispositivi possono essere utilizzati per circuiti flessibili, monitoraggio sanitario, conversione di energia, e altre applicazioni.

I ricercatori di Cambridge, lavorando in collaborazione con i colleghi della Jiangnan University in Cina, hanno mostrato come il grafene - una forma bidimensionale di carbonio - e altri materiali correlati possono essere incorporati direttamente nei tessuti per produrre elementi di accumulo di carica come condensatori, aprendo la strada ad alimentatori a base tessile che sono lavabili, flessibile e comodo da indossare.

La ricerca, pubblicato sulla rivista Nanoscala , dimostra che gli inchiostri al grafene possono essere utilizzati nei tessuti in grado di immagazzinare carica elettrica e rilasciarla quando richiesto. I nuovi dispositivi elettronici tessili si basano su dispositivi a basso costo, tintura sostenibile e scalabile di tessuto in poliestere. Gli inchiostri sono prodotti mediante tecniche di elaborazione delle soluzioni standard.

Basandosi sul lavoro precedente dello stesso team, i ricercatori hanno progettato inchiostri che possono essere spalmati direttamente su un tessuto di poliestere con un semplice processo di tintura. La versatilità del processo consente di incorporare nel tessuto vari tipi di componenti elettronici.

La maggior parte degli altri dispositivi elettronici indossabili si basa su componenti elettronici rigidi montati su plastica o tessuti. Questi offrono una compatibilità limitata con la pelle in molte circostanze, si danneggiano con il lavaggio e sono scomode da indossare perché non sono traspiranti.

"Altre tecniche per incorporare componenti elettronici direttamente nei tessuti sono costose da produrre e di solito richiedono solventi tossici, che li rende inadatti ad essere indossati, " ha affermato il Dott. Felice Torrisi del Cambridge Graphene Centre, e l'autore corrispondente del documento. "I nostri inchiostri sono economici, sicuro ed ecologico, e possono essere combinati per creare circuiti elettronici semplicemente sovrapponendo diversi tessuti realizzati con materiali bidimensionali sul tessuto."

I ricercatori hanno sospeso i singoli fogli di grafene in un solvente a basso punto di ebollizione, che si rimuove facilmente dopo la deposizione sul tessuto, risultando in una rete conduttrice sottile e uniforme composta da più fogli di grafene. La successiva sovrapposizione di diversi tessuti di grafene e nitruro di boro esagonale (h-BN) crea una regione attiva, che consente lo stoccaggio della carica. Questa sorta di "batteria" su tessuto è pieghevole e può resistere ai cicli di lavaggio in una normale lavatrice.

"La tintura dei tessuti esiste da secoli utilizzando semplici pigmenti, ma il nostro risultato dimostra per la prima volta che gli inchiostri a base di grafene e materiali correlati possono essere utilizzati per produrre tessuti in grado di immagazzinare e rilasciare energia, " ha affermato il co-autore Professor Chaoxia Wang della Jiangnan University in Cina. "Il nostro processo è scalabile e non ci sono ostacoli fondamentali allo sviluppo tecnologico dei dispositivi elettronici indossabili sia in termini di complessità che di prestazioni".

Il lavoro svolto dai ricercatori di Cambridge apre una serie di opportunità commerciali per inchiostri basati su materiali bidimensionali, che vanno dalla tecnologia per la salute e il benessere personale, all'energia indossabile e all'archiviazione dei dati, indumenti militari, computer indossabile e moda.

"Trasformare i tessuti in elementi funzionali di accumulo di energia può aprire una serie completamente nuova di applicazioni, dalla raccolta e immagazzinamento dell'energia corporea all'Internet delle cose, " ha detto Torrisi "In futuro i nostri vestiti potrebbero incorporare questi elementi di immagazzinamento di carica a base tessile e alimentare dispositivi tessili indossabili".