Tessili intelligenti in crescita

Fili e chip per computer non sembrano qualcosa che si vorrebbe indossare sulla pelle. Ma i ricercatori stanno sviluppando fibre elettroniche sempre migliori che possono essere intrecciate nei tessuti. Presto ci saranno magliette sportive che lampeggiano al buio e che controllano anche il battito cardiaco?

Un team di ricercatori statunitensi del Massachusetts Institute of Technology (MIT), con la partecipazione di Valentine Dominique Favrod del Politecnico federale di Losanna (EPFL), ha ora pubblicato uno studio sulla rivista Natura L'azienda ha presentato un processo che consente di impacchettare componenti optoelettronici sotto forma di minuscoli chip in fibre polimeriche trasparenti e di tesserle in tessuti.

Robusto anche in lavatrice

I ricercatori hanno superato due ostacoli nel processo: In primo luogo, secondo lo studio, l'elettronica è ben protetta e può resistere a più di dieci lavaggi in una normale lavatrice. Inoltre, sono riusciti a cablare i chip utilizzati in modo relativamente semplice, operazione che normalmente richiede molto tempo e costi elevati, come spiega Walter Margulis del Royal Institute of Technology di Stoccolma in un articolo di accompagnamento.

I ricercatori guidati da Yoel Fink del MIT hanno utilizzato un processo standard per la produzione di fibre ottiche. In questo processo, una barra di polimero spessa circa 2,5 centimetri viene riscaldata e il materiale viscoso viene estratto in una fibra spessa solo frazioni di millimetro. Gli scienziati hanno scoperto che la sezione trasversale dell'asta si riduce a una scala molto più piccola nella fibra, ma in linea di principio viene mantenuta: I fili che erano distanti un millimetro l'uno dall'altro nell'asta sono ora distanti solo circa 10 micrometri nella fibra, ma sono ancora isolati in modo affidabile l'uno dall'altro. Un chip - o un'intera serie di chip - tra i due fili dell'asta entra in contatto con i fili quando la fibra viene tirata e viene così cablata.

Sostanze otticamente comunicanti

I ricercatori hanno dimostrato che il loro metodo funziona tessendo le fibre in tessuti e facendo illuminare diversi diodi luminosi in verde, rosso e blu. Hanno anche potuto dimostrare che la comunicazione ottica tra due pezzi di tessuto funziona: gli impulsi di luce provenienti da una fibra possono essere ricevuti da un'altra. Se si premeva il dito su due fibre di questo tipo, si poteva misurare anche il battito della persona.

Uno dei punti di forza dello studio è che sono già stati utilizzati componenti optoelettronici disponibili in commercio, ha commentato Walter Margulis. Tuttavia, il processo deve ancora essere migliorato, soprattutto perché i chip vengono ancora inseriti a mano nella barra di polimero. Tuttavia, si possono già immaginare applicazioni, ad esempio negli ospedali per monitorare le condizioni dei pazienti attraverso un lenzuolo intelligente.

Nervi per i robot

Anche gli scienziati dell'istituto di ricerca sui materiali EMPA stanno conducendo ricerche in un campo simile. Insieme ai colleghi dell'EPFL e della TU di Berlino, hanno recentemente presentato fibre per tessuti intelligenti in grado di resistere a deformazioni estreme. In queste fibre sono state inserite file di elettrodi in grado di trasmettere dati sulla deformazione, ad esempio sulla pressione o sulla tensione. Ne hanno dato notizia sulla rivista specializzata "Advanced Materials".

Tali fibre potrebbero anche servire come nervi artificiali nella robotica: I ricercatori hanno utilizzato le fibre in una mano robotica per darle il senso del tatto. (SDA)