Un team di ricercatori cinesi ha sviluppato una nuova tecnica per utilizzare stampanti 3D per legare i materiali elettronici ai tessuti per abbigliamento e consentire loro di raccogliere energia biomeccanica dal movimento umano.
“Abbiamo utilizzato una stampante 3D dotata di un ugello coassiale fatto in casa per stampare direttamente le fibre sui tessuti e dimostrato che potrebbe essere utilizzata per scopi di gestione dell’energia”, afferma l’autore senior Yingying Zhang, professore nel Dipartimento di Chimica dell’Università Tsinghua . “Abbiamo proposto un approccio con ugello coassiale perché gli ugelli monoassiali consentono la stampa di un solo inchiostro alla volta, riducendo così notevolmente la diversità di composizione e la progettazione delle funzioni delle architetture stampate”.
Zhang e i suoi colleghi hanno stampato in 3D i loro primi E-tessuti usando due “inchiostri”: uno è una soluzione di nanotubi di carbonio che fungeva da nucleo conduttivo, e il secondo consisteva in seta da seta, usata per isolare le fibre conduttive. Due siringhe per iniezione riempite con gli inchiostri sono state collegate all’ugello coassiale, che è stato fissato sulla stampante 3D. Queste siringhe sono state utilizzate per disegnare modelli progettati su misura, che sono stati ulteriormente utilizzati come un tessuto nanogeneratore di triboelettricità. Secondo i ricercatori, il tessile intelligente potrebbe raccogliere energia biomeccanica dal movimento umano e raggiungere una densità di potenza di 18 mW / m2.
Il nuovo approccio è più efficiente di altri tentativi di cucire componenti elettrici nei tessuti. La tecnologia di stampa 3D consente ai ricercatori di incorporare facilmente funzionalità versatili nei tessuti. L’approccio è anche economico e facile da scalare, poiché l’ugello è compatibile con le stampanti 3D esistenti e le parti possono essere scambiate. Tuttavia, lo svantaggio è che la risoluzione è limitata all’accuratezza del movimento meccanico della stampante 3D e alle dimensioni degli ugelli.
Questa ricerca arriva in un momento in cui l’uso della tecnologia indossabile sta diventando più comune, a causa del potenziale che offrono. “Ci auguriamo che questo lavoro possa ispirare altri per costruire altri tipi di ugelli della stampante 3D in grado di generare disegni con ricca diversità compositiva e strutturale ed anche per integrare più ugelli coassiali che possono produrre multifunzionali E-tessuti in one-step”, dice Zhang . “Il nostro obiettivo a lungo termine è quello di progettare, materiali ibridi indossabili flessibili ed elettronica con proprietà senza precedenti e, allo stesso tempo, sviluppare nuove tecniche per la produzione pratica dei sistemi indossabili intelligenti con funzioni integrate, quali la sensazione, attuatori, comunicare, e presto.”
Il lavoro è stato segnalato nella rivista Matter .
