Elettricità dal sudore : pellicola super igroscopica per dispositivi indossabili con doppia funzione di accelerare l’evaporazione del sudore e la raccolta di energia

I RICERCATORI DI SINGAPORE STAMPANO IN 3D UNA NUOVA PELLICOLA CHE EVAPORA IL SUDORE IN GRADO DI ALIMENTARE L’ELETTRONICA INDOSSABILE

Un team di ricerca dell’Università Nazionale di Singapore (NUS) ha utilizzato la stampa 3D per produrre un nuovo film in grado di evaporare efficacemente il sudore dalla pelle umana, progettato per applicazioni come imbottiture ascellari, solette e fodere per scarpe.

I ricercatori hanno anche dimostrato come l’umidità assorbita dalla pellicola possa essere sfruttata per alimentare dispositivi elettronici indossabili come orologi e fitness tracker.

“Il sudore è composto principalmente da acqua. Quando l’acqua è evaporata dalla superficie della pelle, abbassa la temperatura della pelle e ci sentiamo più freschi “, ha spiegato il leader del team di ricerca Tan Swee Ching, del Dipartimento di Scienza dei Materiali e Ingegneria NUS. “Nella nostra nuova invenzione, abbiamo creato una nuova pellicola estremamente efficace nell’evaporare il sudore dalla nostra pelle e quindi assorbire l’umidità dal sudore.

“FACCIAMO ANCHE UN ULTERIORE PASSO AVANTI, CONVERTENDO L’UMIDITÀ DEL SUDORE IN ENERGIA CHE POTREBBE ESSERE UTILIZZATA PER ALIMENTARE PICCOLI DISPOSITIVI INDOSSABILI”.

I ricercatori hanno costruito il film da due sostanze chimiche igroscopiche, il cloruro di cobalto e l’etanolamina, che possono attrarre e trattenere le molecole d’acqua assorbite dall’ambiente circostante. Secondo il team, la pellicola stampata in 3D che assorbe l’umidità può assorbire 15 volte più umidità a una velocità fino a sei volte più veloce rispetto ai materiali convenzionali comparabili.

Man mano che l’umidità viene assorbita, la pellicola cambia colore da blu a viola e quindi a rosa, per dare un’indicazione della quantità di assorbimento d’acqua avvenuta. Quando esposto alla luce solare, il film può rilasciare rapidamente l’acqua assorbita e rigenerarsi in grado di essere riutilizzato più di cento volte.

Per dimostrare le applicazioni del film, i ricercatori lo hanno integrato nelle membrane in politetrafluoroetilene (PTFE), comunemente utilizzate nell’abbigliamento, e hanno creato un’imbottitura ascellare, una fodera per scarpe e una soletta.

“Il prototipo per la soletta della scarpa è stato creato utilizzando la stampa 3D”, ha detto il co-leader del team di ricerca, il professor Ding Jun, anche lui di NUS. “Il materiale utilizzato è una miscela di polimero morbido e polimero duro, fornendo così supporto e assorbimento degli urti sufficienti.”

Ching ha aggiunto: “Utilizzando l’imbottitura ascellare, la fodera della scarpa e la soletta della scarpa incorporata con la pellicola che assorbe l’umidità, l’umidità dall’evaporazione del sudore viene rapidamente assorbita, prevenendo l’accumulo di sudore e fornisce un microclima asciutto e fresco per il comfort personale.”

Facendo un ulteriore passo avanti nel loro sviluppo, i ricercatori hanno cercato un modo per sfruttare appieno il sudore sfruttato dal film. Per fare questo, hanno progettato e creato un dispositivo indossabile per la raccolta di energia composto da otto celle elettrochimiche (EC), all’interno delle quali hanno utilizzato il film stampato in 3D come elettrolita.

Dopo aver assorbito l’umidità, ogni EC potrebbe generare circa 0,57 volt di elettricità e in totale il dispositivo ha generato energia sufficiente per alimentare un diodo a emissione di luce. Secondo il team, questa dimostrazione di prova potrebbe aprire la strada a un “potenziale economico significativo” nei settori dell’abbigliamento funzionale, delle calzature e dell’elettronica indossabile.

Ulteriori dettagli dello studio possono essere trovati nel documento intitolato “Pellicola super igroscopica per dispositivi indossabili con doppia funzione di accelerare l’evaporazione del sudore e la raccolta di energia” , nella rivista Nano Energy. Il documento è co-autore di X. Zhang, J. Yang, R. Borayek, H. Qu, D. Nandakumar, Q. Zhang, J. Ding e S. Tan.

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