In futuro i prodotti indossabili hi-tech potrebbero essere alimentati dal calore del nostro corpo. Ci sta lavorando un gruppo di ricercatori del KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) guidati dal professore di ingegneria elettrica Byung Jin Cho.
Il problema dei prodotti indossabili attualmente in circolazione è che devono integrare una batteria per poter funzionare, quindi non è possibile costruire modelli troppo sottili o leggeri. Una possibile soluzione è un generatore termoelettrico estremamente leggero e flessibile capace di generare elettricità dal calore del corpo umano.
Flessibile, leggero e sottile come un cerotto
La flessibilità del prototipo fabbricato al KAIST ne consente un raggio di curvatura accentuato, senza impatto sulle prestazioni dopo 120 cicli di piegatura sia verso l'alto sia verso il basso. Di cerotti che generano energia da fonti di calore ne sono stati sviluppati diversi in passato, ma quello del KAIST è più flessibile e sottile.
Tecnicamente è realizzato con fibre di vetro intrecciate, che hanno all'interno un materiale in grado di convertire il calore in elettricità sfruttando la differenza di temperatura tra la pelle di una persona e l'aria circostante.
Finora le soluzioni sperimentate hanno sfruttato generatori TE (termoelettrico) basati su materiali organici o inorganici. Quelli a base organica usano polimeri altamente flessibili e compatibili con la pelle umana, quindi sarebbero ideali per l'elettronica indossabile, tuttavia hanno una bassa potenza. Per contro, i generatori TE basati su materiale inorganico producono un'elevata quantità di energia elettrica, ma sono racchiusi in strutture pesanti, rigide e ingombranti.
Produce energia con il calore del corpo
Il professor Cho ha trovato il modo per costruire un generatore TE capace di produrre una buona quantità di energia pur essendo flessibile, con i materiali inorganici. Il materiale è infatti stato sintetizzato e in seconda battuta stampato sul tessuto di vetro mediante una tecnica di stampa serigrafica.
La pasta è penetrata attraverso le maglie del tessuto formando un film dello spessore di alcune centinaia di micron. Il risultato è che ci sono centinaia di punti che costituiscono una struttura autosufficiente capace di generare corrente, eliminando la necessità di supporti esterni quali la ceramica o l'allumina, che venivano usate in precedenza per fissare i materiali inorganici TE.
"Nel nostro caso il tessuto di vetro stesso serve come substrato superiore e inferiore del generatore TE, mantenendo i materiali inorganici nel mezzo. Questo è un approccio abbastanza rivoluzionario e che consente di ridurre significativamente il peso del generatore (~ 0.13g/cm2), che è un elemento essenziale per l'elettronica indossabile" spiega il professor Cho. Il prototipo di KAIST, che ha una dimensione di 10 x 10 centimetri, produce circa 40 mW di potenza elettrica sulla base di una differenza di 31° C tra la pelle umana e l'aria circostante.
Al momento si tratta ancora di una ricerca, ma le grandi aspettative sulle tecnologie indossabili potrebbero portare i finanziamenti giusti per arrivare nel giro di pochi anni a soluzioni commerciali. A beneficare di tecnologie come questa inoltre non sarebbero solo i gadget, ma anche prodotti salvavita come i pacemaker.