L’Air Force Research Laboratory, in collaborazione con gli ingegneri dell’Università di Cincinnati, stanno sviluppando un abbigliamento super tecnolgico che sarà in grado di ricaricare il nostro cellulare. L’energia viene immagazzinata in nanotubi al carbonio
I ricercatori dell’Università di Cincinnati stanno sviluppando una tuta speciale composta da un tessuto-batteria in grado di immagazzinare una certa quantità di energia tramite nanotubi di carbonio.
Questa nuova tecnologia promette di rivoluzionare tutto il settore dell’abbigliamento, con un occhio di riguardo per l’abbigliamento militare, attraverso i nanotubi al carbonio: singoli fogli di atomi di carbonio arrotolati in forma cilindrica che derivano dalla combinazione di metalli e semiconduttori e, capaci di garantire prestazioni di 5-10 volte superiori a quelle oggi offerte dai circuiti di silicio.
Per realizzarla, vengono lavorati nanotubi su wafer di silicio con un processo di “deposizione chimica da vapore”. Successivamente il wafer di silicio su cui si sono condensati i nanotubi viene trasferito su una bobina industriale e filato proprio come una fibra tessile.
“È esattamente come una tuta in tessuto. Possiamo assemblarli come un filo-guida e usarli in applicazioni che vanno dai sensori per rintracciare i metalli pesanti a dispositivi di accumulo di acqua o energia, compresi super condensatori e batterie.” Ha detto il professor Vesselin Shanov, che dirige i laboratori Nanoworld dell’Università di Cincinnati.
La creazione di indumenti militari carica-batteria
Obiettivo principale del gruppo di ingegneri dell’Air Force Research Laboratory è la creazione di indumenti militari che fungano da batterie, in grado di sostituire almeno in parte quelle che i soldati si portano addosso per alimentare i dispositivi elettronici di cui necessitano.
Se si tiene conto che un terzo del peso dell’equipaggiamento di un militare è dovuto proprio al trasporto di batterie. Batterie indispensabili per alimentare il carico composto da luci, visione notturna, dispositivi di comunicazione.
La creazione di simili indumenti hi tech darebbe un notevole vantaggio ai militari in loco.
“C’è da dire che un terzo del peso che trasportano sono principalmente batterie per alimentare tutte le loro attrezzature. Tuttavia, la tecnologia è ancora troppo costosa per un uso massivo. Lavoriamo con clienti che si preoccupano più delle prestazioni che dei costi. Ma una volta perfezionata la sintesi, la scala aumenta considerevolmente e i costi dovrebbero automaticamente diminuire. Vedremo molto presto i nanotubi di carbonio diffusi in molte, molte più applicazioni.” Ha dichiarato il dottorando Mark Haase, che ha trascorso tutto l’anno a sperimentare applicazioni per i nanotubi di carbonio presso l’Air Force Research Lab di Wright-Patterson.
Produrre nanotubi su scala industriale
Tuttavia produrre i nanotubi non è un processo così semplice, soprattutto da esportare su scala industriale, la tecnologia al momento risulta infatti avere costi molto elevati.
Ed è per questo che gli ingegneri del laboratorio Nanoworld della dell’Università di Cincinnati, diretto da Vesselin Shanov e Mark Schulz, stanno lavorando per l’ottimizzazione del processo di produzione a secco dei nanotubi: all’interno di un reattore gli scienziati introducono un gas di carbonio che, grazie alle elevate temperature, si condensa intorno a un punto di nucleazione su un wafer di silicio ricomponendosi nel nanotubo che via via si accresce. Poi il wafer su cui si sono condensati i nanotubi viene trasferito su una bobina e filato proprio come una fibra tessile.
Per ora, il laboratorio dell’Università di Cincinnati è in grado di produrre circa 50 metri di filo di nanotubi. Quantità non sufficiente per una produzione su scala massivo- industriale, dove una macchina tessile ha bisogno di produrre migliaia di filo.
“Ci arriveremo, anche se c’è ancora molto da lavorare.” ha dichiarato Benji Maruyama, che dirige la Direzione Materiali e Produzione presso il Laboratorio di Ricerca Air Force.
I nanotubi di carbonio o CNTs (Carbon NanoTubes) sono dunque la punta di un iceberg di scoperte, che rappresenteranno insieme ad altri materiali nanostrutturati il futuro della scienza e della tecnologia, soprattutto in campi come l’elettronica, la sensoristica e la medicina.
