Tessuti intelligenti e convenienti tessuti su tessuto

Credito immagine: Sanghyo Lee

A cura della redazione E&T

Pubblicato venerdì 21 aprile 2023

Un team dell’Università di Cambridge ha sviluppato un tessuto che potrebbe incorporare LED, sensori, raccolta di energia e capacità di stoccaggio negli indumenti.

I ricercatori hanno dimostrato un metodo per produrre tessuti intelligenti di prossima generazione in modo economico e senza dover modificare la tecnologia attualmente utilizzata per la produzione tessile.

Il team ha raggiunto questo obiettivo tessendo componenti in fibra elettronica, optoelettronica, di rilevamento e di energia sugli stessi telai industriali utilizzati per realizzare tessuti convenzionali. Il risultato sono toppe di tessuto intelligente, realizzate in modo economico e sostenibile.

I ricercatori di Cambridge avevano già dimostrato la capacità di realizzare questi display tessuti con attrezzature di laboratorio manuali specializzate, e altri ricercatori hanno prodotto tessuti intelligenti in impianti di fabbricazione microelettronica.

"Potremmo produrre questi tessuti in impianti microelettronici specializzati, ma questi richiedono miliardi di sterline di investimenti", ha affermato il dottor Sanghyo Lee, uno dei leader della ricerca. “Inoltre, la produzione di tessuti intelligenti in questo modo è altamente limitata, poiché tutto deve essere realizzato sugli stessi wafer rigidi utilizzati per realizzare circuiti integrati, quindi la dimensione massima che possiamo ottenere è di circa 30 centimetri di diametro”.

Invece, il recente studio del team si è concentrato sullo sviluppo di metodi di produzione più convenienti, che potrebbero consentire ai tessuti intelligenti di diventare un’alternativa all’elettronica più ampia in settori quali quello automobilistico, dell’elettronica, della moda e dell’edilizia.

L'articolo dei ricercatori ha dimostrato che i tessuti intelligenti possono essere realizzati utilizzando processi automatizzati, senza limiti di dimensione o forma. Grazie a questa tecnica, il team ha mescolato fibre convenzionali con dispositivi di accumulo di energia, diodi emettitori di luce e transistor per costruire tessuti intelligenti mediante tessitura automatizzata.

I dispositivi in ​​fibra sono stati interconnessi mediante un metodo di saldatura laser automatizzato con adesivo elettricamente conduttivo. Il processo è stato inoltre ottimizzato per ridurre al minimo i danni ai componenti elettronici, che a loro volta hanno reso i tessuti intelligenti sufficientemente resistenti da resistere allo stiramento di una macchina per tessere industriale.

“La flessibilità di questi tessuti è assolutamente sorprendente”, ha affermato il dottor Luigi Occhipinti, che ha co-diretto la ricerca. “Non solo in termini di flessibilità meccanica, ma anche di flessibilità dell’approccio e di implementazione di piattaforme di produzione elettronica sostenibili ed ecologiche che contribuiscono alla riduzione delle emissioni di carbonio e consentono applicazioni reali di tessuti intelligenti negli edifici, negli interni delle auto e nell’abbigliamento. . Il nostro approccio è piuttosto unico in questo senso”.

Il gruppo di ricerca, lavorando in collaborazione con produttori tessili, è stato in grado di produrre patch di prova di tessuti intelligenti di circa 50×50 centimetri, sebbene questi possano essere ingranditi a dimensioni maggiori e prodotti in grandi volumi.

"Queste aziende dispongono di linee di produzione consolidate con estrusori di fibre ad alta produttività e grandi macchine per tessere in grado di tessere automaticamente un metro quadrato di tessuti", ha affermato Lee. “Quindi, quando introduciamo le fibre intelligenti nel processo, il risultato è fondamentalmente un sistema elettronico che viene prodotto esattamente nello stesso modo in cui vengono fabbricati gli altri tessuti”.

I ricercatori affermano che potrebbe essere possibile realizzare display e monitor grandi e flessibili su telai industriali, piuttosto che in impianti di produzione elettronica specializzati, il che li renderebbe molto più economici da produrre.

I risultati del team sono stati pubblicati sulla rivista Science Advances.

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