Il Centro RIKEN per le Scienze della Materia Emergente, insieme a collaboratori internazionali, ha realizzato un’importante svolta tecnologica: una pellicola fotovoltaica organica che unisce impermeabilità e flessibilità. Questa innovazione apre nuove strade per l’impiego di celle solari in ambito tessile, garantendo la loro funzionalità anche in condizioni avverse come pioggia o dopo i lavaggi.
L’ambito dell’elettronica indossabile sta esplorando nuovi orizzonti grazie a questa ricerca. Gli apparecchi indossabili, capaci di integrarsi nei tessuti senza necessità di sostituire le batterie, potrebbero rivoluzionare il monitoraggio medico e oltre, rendendo i dispositivi non solo autonomi ma anche resistenti agli elementi.
Un futuro elettronico indossabile alimentato dal sole
Tradizionalmente, raggiungere l’impermeabilità in tali dispositivi significava sacrificare la flessibilità, a causa dell’aggiunta di strati protettivi. La ricerca, pubblicata su Nature Communications, segna una svolta: gli scienziati sono riusciti a mantenere l’estrema flessibilità della pellicola pur conferendole caratteristiche di resistenza all’acqua.
La pellicola è composta da diversi strati funzionali, inclusi catodo e anodo per la separazione e ricongiungimento di elettroni e “buchi”, essenziale per la generazione di elettricità da luce solare. L’innovazione risiede nel depositare lo strato anodico direttamente sugli strati attivi, migliorando l’adesione tra gli strati attraverso un processo di ricottura termica. Questo metodo ha prodotto una pellicola di soli 3 micrometri di spessore. I test hanno dimostrato l’eccezionale resilienza del materiale: immerso in acqua per ore, sottoposto a estensione del 30% centinaia di volte sott’acqua, e persino dopo un ciclo di lavaggio in lavatrice, la pellicola ha mantenuto performance vicine all’originale, come spiegato Sixing Xiong, primo autore dell’articolo:
È stato impegnativo formare lo strato, ma siamo stati felici di esserci riusciti, e alla fine siamo riusciti a creare una pellicola spessa appena 3 micrometri, e non vedevamo l’ora di vedere i risultati dei test.
Kenjiro Fukuda, coautore dello studio, sottolinea l’ampio potenziale di applicazione di questa tecnologia, che va oltre l’attuale realizzazione, prefigurandosi miglioramenti futuri per affrontare sfide come la stabilità all’aria aperta e la resistenza a sollecitazioni meccaniche. L’obiettivo è rendere le celle solari organiche ultrasottili perfettamente integrate in dispositivi indossabili funzionali e pratici. Il team internazionale dietro questo progresso include non solo il RIKEN CEMS ma anche l’Università di Tokyo e la Huazhong University of Science and Technology in Cina, sottolineando l’importanza della collaborazione internazionale nella ricerca avanzata.
Rif e Art: ILARIA ROSELLA PAGLIARO Pubblicato il 07/04/2024
