Una ricerca individua uno speciale design “a foresta” fatto di nanotubi ripiegati che rivoluziona l’alimentazione dei dispositivi del futuro.
Il nuovo supercondensatore dimostra grandi performance e stabilità, anche quando viene “stirato” e ripiegato su sé stesso per oltre l’800% delle sue dimensioni originali.
I risultati di un team di ricerca finanziato dal Dipartimento dell’agricoltura USA e apparsi sul journal Advanced Energy Materials, possono dare il via allo sviluppo di nuovi sistemi elettronici elastici e indossabili, e dispositivi biomedici avanzati.
“La chiave del successo è l’approccio innovativo al ripiegamento su più strati di questi nanotubi di carbonio, fino a creare delle vere e proprie nanoforeste,” dice Changyong Cao, direttore del progetto alla Michigan State University.
Immaginate cerotti di pelle intelligente che si alimentano da soli mentre monitorano lo stato di guarigione di un paziente ustionato.
“Anziché avere un solo strato rigidamente preformato e limitato in fase di fabbricazione, il nostro design tridimensionale consente ai nanotubi di carbonio di conservare una ottima conduttività elettrica acquistando più efficienza, affidabilità e robustezza”.
La maggior parte del pubblico ha conosciuto il concetto di “dispositivo indossabile” a partire dall’avvento degli smart watch, dispositivi in contatto con i nostri telefoni cellulari: è un primo esempio basilare che già ci mostra due dispositivi cui serve alimentazione.
Ora immaginate degli speciali cerotti fatti di “pelle intelligente”, che siano in grado di valutare in tempo reale il recupero di un paziente con ustioni senza avere bisogno di un’alimentazione: questo è il futuro che l’invenzione di Changyong Cao può contribuire a creare.
In campo medico, i dispositivi elettronici elastici ed indossabili allo studio hanno necessità di “stirarsi” per conformarsi a superfici di ogni genere, per integrarsi in organi e tessuti biologici e comunicare “dall’interno” le condizioni dei pazienti o l’esistenza di una malattia.
Il problema attuale è proprio l’alimentazione
solo per rendere l’idea, attualmente è complicato equipaggiare un paziente di dispositivi “leggeri”, se poi per tenerli accesi dovranno portare sempre con sé pesanti batterie che necessitano di continua manutenzione.
Gli sviluppi di questa nuova invenzione sono i primi ad adoperare nanotubi ripiegati su sé stessi a formare piccoli alberi di una foresta “alta” appena dai 10 ai 30 nanometri.
Changyong Cao, Michigan State University.
Altri design perdono efficienza e possono essere stirati solo in una direzione, altri ancora iniziano a malfunzionare già alle prime sollecitazioni.
Con la configurazione “a nanoforesta” le batterie potranno sviluppare la capacità di stirarsi e modificarsi come una coperta, adattandosi a qualunque forma: si tratta di qualità che superano di gran lunga tutte quelle degli attuali supercondensatori.
