L'elettronica sul tessuto

31/10/2019

Un team europeo di ricerca ha stampato con successo dei materiali bidimensionali, come per esempio il grafene, direttamente sui tessuti, rendendo possibile la produzione di circuiti elettronici integrati indossabili.
Il processo di stampa a getto d'inchiostro usato si basa su tecniche standard che aiutano a mantenere sostenibile, a basso costo e scalabile la produzione di questi nuovi dispositivi elettronici basati sul tessuto.
In buona sostanza, i ricercatori hanno progettato inchiostri con basso punto di ebollizione e non tossici, che sono stati stampati direttamente su un tessuto di poliestere. Questo processo ha dimostrato di essere realizzabile per circuiti integrati stampati indossabili che possono funzionare a pressione e temperatura ambiente.
Cosa ancor piu' significativa, con questo nuovo approccio gli scienziati sono stati in grado di superare il processo convenzionale che crea singoli transistor, dal momento che sono riusciti a stampare interi circuiti elettronici integrati.
Il team ha scoperto che la rugosita' dei tessuti influenzava le proprieta' elettriche dei componenti elettronici e che rendere liscia la superficie dei tessuti, usando un cosiddetto "strato di planarizzazione", significa migliorare le prestazioni dei dispositivi stampati.
Uno dei principali vantaggi che questa tecnica presenta rispetto alle alternative e' la sua versatilita'.
La maggior parte degli attuali dispositivi elettronici indossabili e' creata a partire da componenti relativamente rigidi che vengono poi montati su materiali indossabili come ad esempio tessuti, plastica o gomma. Tuttavia, questi sono spesso poco pratici, visto che possono essere scomodi da indossare poiche' lasciano uno spazio limitato per il corpo umano e, ad esempio, non sono traspiranti.
Essi si possono inoltre danneggiare facilmente durante il lavaggio.
Il prodotto messo a punto e' sia confortevole da indossare che capace di resistere a un massimo di 20 cicli di lavaggio in una lavatrice standard.
"Un altro vantaggio della nostra tecnica – spiega  Felice Torrisi del Cambridge Graphene Centre, membro del consorzio di Graphene Flagship - e' che gli altri inchiostri per i sistemi elettronici stampati normalmente richiedono solventi tossici e non sono adatti per essere indossati, mentre i nostri inchiostri sono sia economici sia sicuri sia rispettosi dell'ambiente, e possono essere combinati per creare circuiti elettronici semplicemente stampando differenti materiali bidimensionali sul tessuto".
Il team ha sfruttato il fatto che il grafene e il nitruro di boro esagonale sono materiali 2D sottili a livello atomico e possono quindi essere combinati in modo flessibile in strutture che mostrano nuove proprieta', al di la' di quelle dei loro singoli componenti. Questo significa che le proprieta' di conduttore, isolante e semiconduttore dei materiali 2D possono essere sfruttate per facilitare le specifiche prestazioni richieste.
Esiste un'ampia gamma di possibili applicazioni commerciali per questa tecnologia, dai dispositivi indossabili che controllano la salute personale e il benessere, all' "internet delle cose", il settore che molto probabilmente sfruttera' maggiormente questi sviluppi.
"Grazie alla nanotecnologia – afferma Torrisi - in futuro i nostri vestiti potrebbero incorporare questi sistemi elettronici basati su tessuti, come ad esempio display o sensori, e diventare interattivi".
L'utilizzo del grafene e di altri inchiostri con materiali 2D collegati per creare componenti elettronici e dispositivi, che possono essere integrati perfettamente nei tessuti, si colloca all'avanguardia tra gli sforzi volti a realizzare dei tessuti intelligenti. Gli stessi tessuti intelligenti possono essere visti come parte di uno sforzo piu' ampio di sfumare ulteriormente il confine tra tecnologia e oggetti di ogni giorno, spesso descritto come "computazione ubiqua".

 

 

 

Aziende in Evidenza