Ricercatori 3D Stampano fibre tessili che trasformano il movimento in energia
I ricercatori cinesi hanno sviluppato un nuovo processo di stampa 3D one-step per creare fili elettronici per e-textiles. Questi raccoglieranno e immagazzineranno l’elettricità sui tessuti rendendo la tecnologia indossabile meno ingombrante.
I ricercatori della Tsinghua University in Cina stanno lavorando per rendere la tecnologia indossabile più user-friendly e meno ingombrante sviluppando tessuti con fili elettronici.
Il nuovo processo sviluppato dal professor Yingying Zhang e dal suo gruppo di ricerca prevede un processo di stampa 3D in un’unica fase che viene utilizzato per stampare fibre elettroniche flessibili su tessuti.
Spiega: “In generale, l’attaccamento di elettronica rigida e voluminosa sul tessuto deteriora la traspirabilità e la flessibilità dei tessuti, portando a un cattivo comfort. Un modo per alleviare questo problema è quello di sviluppare fibre funzionali flessibili in un tessuto “.
Il team utilizza una stampante 3D con un ago coassiale. L’ago disegna i modelli sul tessuto utilizzando le fibre della guaina principale e il tessuto può quindi trasformare il movimento in energia.
Zhang crede che il loro lavoro mostri i tessuti: “potrebbe essere usato per scopi di gestione dell’energia, come per raccogliere e immagazzinare energia”.
Sviluppo di un processo in un’unica fase
La particolarità della tecnica del team di Zhang è che si tratta di un processo in un’unica fase. Altri gruppi di ricercatori stanno lavorando per integrare componenti elettronici in fibre ma affidandosi a processi a più fasi che richiedono più tempo e sforzi.
Per stampare in 3D gli e-text, i ricercatori hanno usato due inchiostri che erano una soluzione di nanotubi di carbonio e seta da baco da seta. Il primo costruisce il nucleo conduttivo di fibre e quest’ultimo è usato come guaina isolante, spiega Zhang.
I ricercatori hanno quindi riempito le siringhe per iniezione con gli inchiostri e li hanno attaccati all’ugello coassiale sulla stampante 3D. Hanno poi disegnato modelli con il cliente, come i caratteri cinesi e l’immagine di un piccione, con la stampante.
“Per raccogliere energia, la guaina di fibroina di seta viene utilizzata per indurre elettroni e il nucleo di nanotubi di carbonio viene utilizzato per trasportare gli elettroni … Il meccanismo si basa sull’effetto di accoppiamento dell’elettrificazione a contatto e dell’induzione elettrostatica. La guaina di fibroina di seta tende a perdere elettroni quando entra in contatto con altri materiali, con una posizione di basso livello nella serie triboelettrica. Pertanto, il contatto / separazione delle due parti genererà un momento di dipolo variabile, portando al flusso di elettroni, generando così elettricità, negli elettrodi “, spiega Zhang.
Successivamente, progettano di sviluppare una nuova tecnica per la fabbricazione su larga scala e l’integrazione di elettronica flessibile ed e-textiles. Se vuoi saperne di più sul loro lavoro, i ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Matter.
