Una giacca o un paio di jeans potrebbero un giorno alimentare il tuo cellulare e altri dispositivi elettronici?
Questo è l'obiettivo di un team multidisciplinare di scienziati, tra cui l'Istituto di ricerca per i materiali flessibili dell'Università di Heriot-Watt, che sta dietro un nuovo progetto per raccogliere l'energia cinetica generata nell'abbigliamento attraverso la nanotecnologia all'avanguardia.
Gli accademici, tutti con sede in Scozia e Irlanda, stanno tentando di creare un sistema energetico autonomo indossabile basato sull'attrito. Utilizzeranno nanogeneratori all'avanguardia, progettati per catturare e riutilizzare l'energia cinetica nei materiali di abbigliamento creati mentre chi li indossa si muove. In caso di successo, questi dispositivi minuscoli e discreti verranno inseriti nell'abbigliamento di tutti i giorni.
La squadra dice la loro la tecnologia potrebbe essere disponibile già nel 2027 e in grado di alimentare una serie di dispositivi come telefoni cellulari, smartwatch e tablet.
Il professor George Stylios della School of Textiles and Design di Heriot-Watt negli Scottish Borders sta guidando gli aspetti tessili del progetto. Sta studiando modi per sviluppare e integrare la tecnologia nei capi.
Ha detto: “Come esseri umani, spendiamo collettivamente un'enorme quantità di energia mentre ci muoviamo, quindi perché non catturarla e farne buon uso?
“Fare ciò non solo avvantaggerebbe il pianeta nella nostra lotta contro il cambiamento climatico, ma offrirebbe anche una comodità continua alla vita delle persone.
"Il tipo di tessuto e la meccanica, e soprattutto l'interazione superficiale del tessuto, sono fondamentali per consentirci di generare energia sufficiente mediante l'effetto di accoppiamento del movimento e della nanotecnologia per generare una fonte di elettricità rinnovabile".
Il progetto è un connubio tra scienza all'avanguardia e tessuto.
Allo stesso modo in cui viene creata l'elettricità statica, gli scienziati stanno cercando di ottimizzare l'attrito generato tra due materiali per generare una carica. Stanno sviluppando un tessuto flessibile noto come nanogeneratore triboelettrico, o TENG in breve, per sfruttare e immagazzinare questa fonte di energia sostenibile.
I precedenti tentativi di creare TENG in tessuto sono falliti in gran parte perché non sono stati in grado di generare una potenza adeguata. Ma questo ultimo progetto mira a utilizzare materiali speciali per massimizzare l'attrito del tessuto e progettare un TENG altamente efficiente con prestazioni migliorate.
Il professor Stylios continua: “La nostra più grande sfida è aumentare la nostra potenza in modo da rendere questa opzione praticabile. Ad esempio, i TENG tessili attualmente producono energia nell'intervallo da microwatt a milliwatt. Dobbiamo aumentare drasticamente il livello di attrito per ottenere una potenza di centinaia di milliwatt, necessaria per alimentare la maggior parte dei dispositivi mobili.
“La nostra risposta a questo problema è creare un tessuto estremamente efficiente per la generazione di energia da utilizzare in ogni capo. Stiamo cercando di ottimizzare l'attrito e di utilizzare tecniche avanzate di lavorazione dei materiali per produrre superfici che funzionino su fibre di dimensioni micron”.
Mentre l'idea di indossare efficacemente l'elettricità immagazzinata può sembrare pericolosa, il professor Stylios dice che non c'è nulla da temere.
"Questa tecnologia è sicura da indossare e da utilizzare poiché i livelli di uscita di corrente sono molto bassi e non rappresentano alcun danno per l'utente", ha affermato.
“L'attenzione sarebbe nelle aree di massimo contatto del corpo come il lato dei gomiti.
“Una volta generata e immagazzinata questa energia, la domanda è come trasferirla nei dispositivi mobili? Abbiamo un paio di modi per farlo. In primo luogo, possiamo immagazzinare l'elettricità in un piccolo polimero batteria sull'abbigliamento stesso, ma la mia preferenza è la seconda opzione di trasferire direttamente l'elettricità in modalità wireless, semplicemente portando il nostro telefono in tasca.