Un bracciale realizzato in tessuto intrecciato con speciali fili di raccolta dell'energia che raccolgono elettricità dal sole e dal movimento. (Credito: Georgia Tech)Un bracciale realizzato in tessuto intrecciato con speciali fili di raccolta dell'energia che raccolgono elettricità dal sole e dal movimento. (Credito: Georgia Tech)

Un nuovo tessuto raccoglie energia sia dal sole che dal movimento allo stesso tempo.

I tessuti che possono generare elettricità dal movimento fisico sono in lavorazione da alcuni anni, e questo è il prossimo passo.

La combinazione di due tipi di generazione di elettricità in un unico tessuto apre la strada allo sviluppo di capi in grado di fornire la propria fonte di energia per alimentare dispositivi come smartphone o GPS.

"Questo tessuto ibrido di potenza presenta una soluzione innovativa per i dispositivi di ricarica nel campo da qualcosa di semplice come il vento che soffia in una giornata di sole", dice Zhong Lin Wang, professore alla Scuola di Scienza e Ingegneria dei Materiali del Georgia Institute of Technology.


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Per realizzare il tessuto, la squadra di Wang ha utilizzato una macchina tessile commerciale per tessere celle solari costruite da fibre polimeriche leggere con nanogeneratori a base di fibra triboelettrici.

I nanogeneratori triboelettrici utilizzano una combinazione dell'effetto triboelettrico e dell'induzione elettrostatica per generare una piccola quantità di energia elettrica dal movimento meccanico come rotazione, scorrimento o vibrazione.

Wang immagina che il nuovo tessuto, che è uno spesso micron di 320 tessuto insieme a fili di lana, possa essere integrato in tende, tende o indumenti indossabili.

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"Il tessuto è altamente flessibile, traspirante, leggero e adattabile a un'ampia gamma di usi", afferma Wang.

I nanogeneratori triboelettrici a base di fibre catturano l'energia creata quando determinati materiali vengono caricati elettricamente dopo essere entrati in contatto con un altro materiale. Per la parte del tessuto che raccoglie la luce del sole, la squadra di Wang ha utilizzato fotoanodi realizzati in un modo a forma di filo che potrebbe essere tessuto insieme ad altre fibre.

"La spina dorsale del tessuto è fatta di materiali polimerici comunemente usati che sono poco costosi da produrre e rispettosi dell'ambiente", afferma Wang. "Gli elettrodi sono realizzati anche attraverso un processo a basso costo, che consente di utilizzare la produzione su larga scala."

In uno dei loro esperimenti, la squadra di Wang ha usato un tessuto delle dimensioni di un foglio di carta da ufficio e lo ha attaccato all'asta come una piccola bandiera colorata. Abbassando le finestre in una macchina e lasciando che la bandiera soffi nel vento, i ricercatori sono stati in grado di generare energia significativa da un'auto in movimento in una giornata nuvolosa. I ricercatori hanno anche misurato l'output con un pezzo 4-by-5-centimetro, che caricava un condensatore commerciale 2 mF a 2 volt in un minuto sotto la luce del sole e il movimento.

"Ciò indica che ha una buona capacità di lavorare anche in un ambiente difficile", afferma Wang.

Mentre i primi test indicano che il tessuto può resistere a un uso ripetuto e rigoroso, i ricercatori esamineranno la sua durabilità a lungo termine. I prossimi passi includono anche l'ulteriore ottimizzazione del tessuto per usi industriali, compreso lo sviluppo di un incapsulamento adeguato per proteggere i componenti elettrici dalla pioggia e dall'umidità.

Il lavoro appare nel diario natura Energia.

I finanziamenti provenivano dalla fondazione Hightower Chair, da KAUST e dal programma "Tanti talenti" per il pioniere della ricerca e il suo team di innovazione, la National Natural Science Foundation della Cina e i fondi di ricerca fondamentali per le università centrali. Eventuali conclusioni o raccomandazioni sono quelle degli autori e non rappresentano necessariamente le opinioni ufficiali delle organizzazioni sponsorizzatrici.

Fonte: Georgia Tech

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