15 Luglio 2021
18:18

Questo rivoluzionario dispositivo può produrre energia dal sudore delle dita

Un team di ricerca del Dipartimento di Nanoingegneria dell’Università della California di San Diego ha sviluppato un rivoluzionario dispositivo in grado di sfruttare il sudore dei polpastrelli per ottenere energia elettrica. Il dispositivo, simile a un cerotto, raccoglie piccole quantità di energia anche non facendo nulla. Gli scienziati sono riusciti ad alimentare display e sensori, ma in futuro potrebbe essere utile anche per smartphone e altra tecnologia portatile.
A cura di Andrea Centini
Il dispositivo che crea energia dal sudore dei polpastrelli. Credit: Università della California di San Diego
Il dispositivo che crea energia dal sudore dei polpastrelli. Credit: Università della California di San Diego

Creato in laboratorio un rivoluzionario dispositivo indossabile che genera energia elettrica dalle dita delle mani, senza compiere alcuno sforzo o lavoro particolare. Il dispositivo, tecnicamente un raccoglitore di bioenergia, sfrutta come fonte principale il sudore prodotto dai polpastrelli, tra le parti del nostro corpo più ricche di ghiandole sudoripare. Indossandolo come si farebbe con un cerotto su una ferita, permette di ottenere centinaia (o migliaia) di millijoule di energia sufficiente per alimentare piccoli strumenti elettronici, come display, sensori e orologi da polso. È ancora troppo presto per essere utile con smartphone e altri dispositivi mobili più esigenti, ma con l'ottimizzazione della tecnologia (sia da un lato che dall'altro), in futuro potrebbe essere possibile.

A mettere a punto il rivoluzionario dispositivo è stato un team di ricerca del Dipartimento di Nanoingegneria dell'Università della California di San Diego. I ricercatori, coordinati dal dottor Lu Yin della Scuola di Ingegneria “Jacobs”, lo hanno progettato in modo che fosse sottile e flessibile esattamente come un cerotto. È caratterizzato da un'imbottitura in schiuma di carbonio ricca di elettrodi che è in grado di assorbire il sudore e convertirlo in energia elettrica. Come fa? Gli elettrodi, spiegano gli scienziati in un comunicato stampa, presentano enzimi che attivano reazioni “tra il lattato e le molecole di ossigeno nel sudore per generare elettricità”. Per potenziare la resa del dispositivo, appena sotto gli elettrodi è stato inserito un chip fatto di materiale piezoelettrico, cioè in grado di generare energia (una differenza di potenziale) quando viene deformato meccanicamente. In questo caso bassa la pressione del dito per avere un pizzico di energia in più, oltre a quella derivata dalle celle a biocombustibile a base di lattato caricate dal sudore. L'energia ottenuta può essere convogliata in un condensatore ed utilizzata per caricare piccoli dispositivi elettronici.

Anche se i polpastrelli delle nostre dita sembrano non sudare mai o quasi, ciò dipende dal fatto che sono quasi sempre esposti all'ambiente esterno che li “asciuga”, facendo evaporare il sudore. Come specificato dal dottor Yin e dai colleghi, in ciascuno polpastrello ci sono più di mille ghiandole sudoripare e ciascuna può produrre da “100 a mille volte più sudore rispetto alla maggior parte delle altre aree del nostro organismo”. In un esperimento hanno chiesto a un volontario di indossare il dispositivo mentre era “impegnato” in attività sedentarie come dormire. In 10 ore di sonno il suo dito ha prodotto ben 400 millijoule, sufficienti per alimentare un orologio da polso per 24 ore. Scrivere su una tastiera e cliccare casualmente col mouse per un'ora ha raccolto 30 millijoule. Va tenuto presente che questo è stato l'effetto di un solo dito; volendo lo si può indossare su tutte e dieci le dita moltiplicando la resa. In altri test gli scienziati hanno attivato piccoli display e sensori, ad esempio per la lettura di dati biologici. Come indicato, è un po' presto per poter caricare smartphone e computer portatili col sudore delle dita, ma la tecnologia può fare ancora passi in avanti significativi. “Utilizzando il sudore sulla punta delle dita, che fuoriesce naturalmente e indipendentemente da dove ti trovi o da cosa stai facendo, questa tecnologia fornisce un guadagno netto di energia senza alcuno sforzo da parte dell'utente. Questo è ciò che chiamiamo il massimo ritorno energetico sull'investimento”, ha dichiarato il coautore dello studio Wang. I dettagli della ricerca “A passive perspiration biofuel cell: High energy return on investment” sono stati pubblicati sulla rivista scientifica specializzata Joule.

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