Pensate a quanto ci muoviamo ogni giorno. Passi, salti, corse, persino il battito cardiaco. E se potessimo trasformare tutto questo movimento in energia pulita? È la promessa dei nuovi materiali piezoelettrici sviluppati dai ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute (RPI). Questi innovativi polimeri sono in grado di generare elettricità quando vengono compressi o esposti a vibrazioni, aprendo scenari che fino a ieri sembravano pura immaginazione.
Pneumatici e strade che ricaricano le auto elettriche al loro passaggio, palazzi che producono energia ondeggiando al vento, vestiti che alimentano i nostri dispositivi mentre camminiamo: questi materiali piezoelettrici (e in generale tutta la tecnologia) promettono di trasformare il nostro rapporto con l’energia, rendendoci tutti, inconsapevolmente, dei piccoli generatori ambulanti.
Piccola grande eureka
I ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute hanno creato una sottile pellicola polimerica rinfusa con un composto chiamato perovskite di calcogenuro, capace di generare elettricità quando compresso o esposto a vibrazioni. Questo fenomeno è noto come effetto piezoelettrico.
La particolarità di questo nuovo materiale risiede nella sua composizione priva di piombo, il che lo renderebbe un’alternativa sicura ed ecologica rispetto ai materiali piezoelettrici tradizionali. Il Dr. Nikhil Koratkar, che ha guidato lo studio (ve lo linko qui), ha sottolineato l’importanza di creare un materiale non solo rispettoso dell’ambiente, ma anche economico da produrre utilizzando elementi comuni presenti in natura.
Come funzionano i nuovi materiali piezoelettrici
Il materiale sviluppato dal team di RPI ha uno spessore di soli 0,3 millimetri. L’effetto piezoelettrico si verifica quando la struttura interna di un materiale manca di simmetria: sotto stress, il materiale si deforma causando la separazione degli ioni positivi e negativi e creando una corrente elettrica. Il nuovo materiale rompe facilmente la sua simmetria strutturale sotto stress, portando a una forte risposta piezoelettrica.
I ricercatori hanno testato il materiale applicando diversi tipi di pressione, come camminare, correre, battere le mani e tamburellare con le dita. In ogni test, il materiale ha generato abbastanza elettricità da alimentare luci LED che formavano la scritta “RPI”.
Applicazioni potenziali e impatto futuro
Le potenziali applicazioni di questo materiale piezoelettrico sono numerose e variegate. Potrebbe essere integrato in una vasta gamma di dispositivi, macchine e strutture. Alcuni esempi includono:
- Integrazione nei pneumatici per ricaricare i veicoli durante la guida;
- Installazione sotto le autostrade per generare elettricità dal passaggio dei veicoli;
- Utilizzo nei materiali da costruzione per catturare l’energia dalle vibrazioni degli edifici;
- Impiego in dispositivi elettronici indossabili per corridori o ciclisti.
Il Dr. Koratkar ha evidenziato che maggiore è la pressione applicata su un’area più ampia, maggiore è l’elettricità generata. Questo apre la strada a potenziali applicazioni su larga scala che potrebbero avere un impatto significativo sulla produzione di energia.
Polimeri piezoelettrici, cosa c’è ancora da fare
Anche se i risultati attuali sono promettenti, il team di ricerca riconosce che c’è ancora strada da fare. Il loro obiettivo è implementare il materiale su scala più ampia per avere un impatto significativo sulla produzione di energia.
Il team di Koratkar prevede di esplorare altri composti per trovare quelli con proprietà piezoelettriche ancora più forti. Ad ogni modo Shekhar Garde, preside della Scuola di Ingegneria di RPI, ha sottolineato l’importanza di questa ricerca:
La produzione di energia sostenibile è fondamentale per il nostro futuro. Il lavoro del professor Koratkar è un ottimo esempio di come approcci innovativi ai materiali possano contribuire ad affrontare le sfide energetiche globali.
Conclusioni
La scoperta di questi nuovi materiali piezoelettrici rappresenta un passo importante verso un futuro energetico più sostenibile. Trasformando le pressioni e le vibrazioni quotidiane in elettricità utilizzabile, questa tecnologia potrebbe aiutarci a ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili e aprire la strada a nuove forme di generazione di energia pulita.
È suggestivo immaginare un mondo in cui ogni nostro passo, ogni vibrazione di un edificio o movimento di un veicolo contribuisce ad alimentare la nostra società. Il cammino verso il futuro potrebbe essere… pieno di energia.
