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I vestiti che producono energia

Tessuti fotovoltaici: cellulare scarico? Basta collegarlo alla camicia!

Lun 23 Lug 2018 | di Roberto Lessio | Attualitā
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 e un giorno ci capiterà di uscire da un bagno al mare, ricordandoci che dobbiamo chiamare urgentemente qualcuno o collegarci ad Internet, ma la batteria del nostro cellulare si è scaricata e non abbiamo il carica-batterie, non dovremo preoccuparci. Basterà stendersi sulla sdraio e collegare il cellulare ad un filo tessile del nostro costume: il sole ci fornirà tutta l’energia necessaria. 
Con un po’ di fantasia, questo è il senso del nuovo dispositivo fotovoltaico ultrasottile messo a punto dagli scienziati giapponesi del RIKEN (Center for Emergent Matter Science) e dell'Università di Tokyo.  
Come spesso accade nelle ricerche scientifiche, il gruppo in realtà stava sperimentando altro: nuovi tipi di sensori in grado di registrare parametri corporei, che fossero in grado di fornire un allarme tempestivo di problemi medici in corso. 

IMPERMEABILE E LAVABILE
Per raggiungere questo obiettivo era nata l’idea di creare celle fotovoltaiche che potevano essere incorporate nei tessuti e negli indumenti dei pazienti. Mancava però la soluzione ad un problema fondamentale: i tessuti dovevano essere resistenti e stabili nel tempo all’esposizione all’aria e all’acqua di tali tessuti, ma pure in grado di mantenere la stessa efficienza energetica, la robustezza e capacità di non deformarsi. 
Per superare questo limite il gruppo di ricerca ha ulteriormente sviluppato celle fotovoltaiche di origine naturale, estremamente sottili e flessibili, basate su un materiale (chiamato PNTz4T), che gli stessi ricercatori avevano sviluppato in precedenti lavori. 
Ne è venuta fuori una fibra tessile elasticizzata impermeabile, che, pur consentendo l'ingresso della luce nelle fibre per permettere la trasformazione della radiazione solare in energia elettrica in base alla classica reazione fotovoltaica, allo stesso tempo impedisce all'acqua e all'aria di entrare e fuoriuscire dalle medesime cellule. 

PANNELLI LAVABILI CHE PUOI ANCHE STRAPAZZARE
Questi tessuti quindi oggi possono essere lavati, stirati e compressi come un qualunque indumento che indossiamo quotidianamente, ma sono allo stesso tempo degli strumenti in grado di fornire energia ad ogni tipo di dispositivo elettronico: non solo al cellulare, ma anche per i monitor sanitari che controllano in tempo reale il nostro battito cardiaco, la pressione del sangue, la temperatura corporea, etc.
 
HI-TECH ISPIRATA ALLE PIANTE
L’innovativo materiale prodotto dalla ricerca giapponese permetterà in futuro di “indossare” dei veri e propri pannelli solari, molto duttili e facilmente adattabili ad ogni necessità. Non a caso la tecnologia del fotovoltaico organico si ispira a ciò che avviene in natura con la fotosintesi clorofilliana delle piante. 

QUANTO PRODUCONO
Questo nuovo tipo di celle fotovoltaiche organiche sono in grado di produrre attualmente circa 7,86 mW (milliwatt) e una densità di corrente di 13,8 mA/ora (milli-ampere) per centimetro quadrato a 0,57 Volt, simulando una luce di potenza pari a 100 milliwatt per centimetro quadrato. Si tratta di una produzione leggermente superiore al consumo di un cellulare quando si trova nella posizione stand-by. Certo, è una produzione ancora molto lontana dalle prestazione di un comune carica-batterie, ma comunque parliamo di livelli energetici che sono in sintonia con gli àmbiti di applicazione ai quali questa tecnologia si rivolge, dove c’è l’esigenza di potenze molto piccole, ma che hanno un ampio ventaglio applicativo. 

SENSORI BIOMETRICI, SMARTPHONE, TABLET, RADIOLINE...
La principale di queste applicazioni sarà probabilmente in campo sanitario: questi minigeneratori di elettricità sono molto interessanti per la creazione di sensori da applicare sugli abiti, per monitorare continuamente i parametri fisici e lo stato di salute di un paziente. 
Ma questa tecnologia ispirata alla natura promette bene anche per il web e le comunicazioni più tradizionali, come la classiche radioline ancora molto usate nei Paesi africani e non solo. Potrebbe infatti essere una risposta al bisogno di connettività ad Internet in luoghi e situazioni che normalmente non lo permettono, come quando ci troviamo in spiaggia ed abbiamo la batteria del cellulare scarica o in luoghi senza elettricità.                                   

 


PIANTE, LE MIGLIORI CENTRALI SOLARI

Le celle fotovoltaiche ultrasottili PNTz4T con cui sono realizzati i tessuti “energetici” sono ispirate alla Natura. Con le dovute modifiche, ripropongono quel che accade negli alberi, arbusti ed erbe. Queste creature sono da considerarsi a tutti gli effetti i pannelli solari più efficienti in assoluto esistenti al mondo, poiché utilizzano l’energia solare per combinare l’anidride carbonica dell’atmosfera con l’acqua presente nelle piante stesse, convertendo questi elementi in glucosio: una sorta di carburante necessario al loro sostentamento e al loro sviluppo. Come risultato di questo processo di conversione, le piante poi rilasciano nell’atmosfera ossigeno. In sostanza migliorano in continuazione la qualità dell’aria che respiriamo, perché vi tolgono un gas responsabile delle alterazioni climatiche (l’anidride carbonica) e immettono un altro gas (l’ossigeno) indispensabile per la nostra vita.
 

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