Cnr, transistor con fili di cotone
Realizzare transistor – i componenti dei circuiti elettronici – a partire da un filo di cotone sembra pura fantascienza, ma è quello che i ricercatori del Cnr di Modena sono riusciti a fare. Questo potrà in futuro permettere di inserire “intelligenza” all’interno dei tessuti. Uno studio dell’Istituto di nanoscienze del Cnr e dell’Università di Bologna ha infatti permesso di realizzare transistor da un semplice filo di cotone. Annodati o tessuti, questi fili consentiranno di monitorare battito cardiaco o temperatura corporea, come nei vestiti dei lavoratori a rischio, di pazienti e di atleti.
I ricercatori Annalisa Bonfiglio e Giorgio Mattana dell’Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche e Università di Cagliari e Beatrice Fraboni dell’Università di Bologna hanno dimostrato che da un semplice filo di cotone si possono creare dei transistor, aprendo la strada alla creazione di indumenti intelligenti e in grado di registrare informazioni, fino alla possibilità di creare interi circuiti in tessuto. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista internazionale Organic Electronics.
Il concetto di elettronica indossabile, dall’inserzione di circuiti elettronici nei tessuti fino a dispositivi elettronici in forma tessile, è ormai noto agli studiosi da oltre quindici anni. “Nel mercato esistono già degli indumenti elettronici, capaci ad esempio di monitorare il battito cardiaco di chi li indossa o di rilevare eventuali fattori di rischio nell’ambiente”, spiega Annalisa Bonfiglio, ricercatrice del Centro S3 di Modena dell’Istituto di nanoscienze del Cnr. “Il limite, fino ad oggi, è stato l’ingombro dei dispositivi incorporati nei tessuti e la scarsa adattabilità agli indumenti delle parti rigide di dispositivi e connettori. Inoltre, i tentativi di realizzare direttamente dispositivi elettronici a livello di fibre e fili si scontra con la scarsa compatibilità tra i materiali costituenti – metalli e semiconduttori come il silicio – e le caratteristiche di adattabilità e di comfort necessarie a un capo di abbigliamento”.
Il cotone però non è conduttivo, coìioè non permette all’enettrcità di fluire attraverso il filo. PEr questo i ricercatori del Cnr hanno cercato di ottenere fibre conduttive a partire da fili di cotone, preservando il comfort e l’elasticità.
“Abbiamo raggiunto quest’obiettivo sviluppando una tecnica innovativa di rivestimento dei fili di cotone con un finissimo strato di nanoparticelle d’oro e di polimeri conduttivi e semiconduttivi”, spiega Beatrice Fraboni. “Questo insieme di strati di materiali differenti costituisce la struttura del transistor, che permette di regolare il flusso della corrente tra due elettrodi attraverso una tensione applicata ad un terzo elettrodo. I transistor si presentano come semplici fili di cotone e possono essere collegati tra loro o ad altre componenti in cotone, tramite semplici nodi o i processi di tessitura normalmente utilizzati per il cotone”. Dall’idea è nato anche un brevetto, in fase di deposito.
Le potenzialità applicative sono molteplici. “Questi transistor miglioreranno la qualità e la realizzazione dei biosensori indossabili”, conclude Annalisa Bonfiglio. “In futuro potremo avere tessuti ‘intelligenti’ semplici e comodi, in grado di monitorare il battito cardiaco o rilevare la temperatura corporea, utili alla realizzazione di capi per i lavoratori a rischio, per monitorare i pazienti o per atleti che praticano sport estremi”.
Lo studio, nato da un periodo di studio di Bonfiglio e Fraboni presso l’americana Cornell University, centro di eccellenza dell’elettronica organica, coinvolge anche Giorgio Mattana e Piero Cosseddu dell’Università di Cagliari e la collaborazione del Centre Microélectronique de Provence.
