Un gruppo di ricerca guidato dall’Università di Southampton e dall’UWE Bristol ha dimostrato che i tessuti elettronici indossabili (e-textiles) possono essere sia sostenibili che biodegradabili.
Un nuovo studio, che ha coinvolto anche le università di Exeter, Cambridge, Leeds e Bath, descrive e testa un nuovo approccio sostenibile per tessuti elettronici ecologici completamente stampati a getto d’inchiostro denominato “Tessili elettronici intelligenti, indossabili ed ecologici” o “DOLCE”.
I risultati sono pubblicati sulla rivista Materiali energetici e ambientali.
Gli e-tessuti sono quelli con componenti elettrici incorporati, come sensori, batterie o luci. Potrebbero essere utilizzati nella moda, nell’abbigliamento sportivo o per scopi medici come indumenti che monitorano i segni vitali delle persone.
Tali tessuti devono essere durevoli, sicuri da indossare e confortevoli, ma anche, in un settore sempre più interessato ai rifiuti di abbigliamento, devono anche essere rispettosi dell’ambiente quando non sono più necessari.
Il professor Nazmul Karim della Winchester School of Art dell’Università di Southampton, che ha condotto lo studio, spiega: “L’integrazione di componenti elettrici nei tessuti convenzionali complica il riciclaggio del materiale perché spesso contiene metalli, come l’argento, che non si biodegradano facilmente. Il nostro potenziale approccio ecologico per la selezione di materiali e produzione sostenibili supera questo problema, consentendo al tessuto di decomporsi quando viene smaltito.”
Il design del team prevede tre strati, uno strato sensibile, uno strato per interfacciarsi con i sensori e un tessuto di base. Utilizza un tessuto chiamato Tencel per la base, realizzato con legno rinnovabile ed è biodegradabile. L’elettronica attiva nel progetto è realizzata in grafene, insieme a un polimero chiamato PEDOT: PSS. Questi materiali conduttivi sono stampati con precisione a getto d’inchiostro sul tessuto.
I ricercatori hanno testato campioni del materiale per il monitoraggio continuo della fisiologia umana utilizzando cinque volontari. Campioni di tessuto, collegati alle apparecchiature di monitoraggio, sono stati attaccati ai guanti indossati dai partecipanti. I risultati hanno confermato che il materiale può misurare in modo efficace e affidabile sia la frequenza cardiaca che la temperatura a livello di standard del settore.
La dottoressa Shaila Afroj, professoressa associata di materiali sostenibili presso l’Università di Exeter e coautrice dello studio, ha sottolineato l’importanza di questa prestazione: “Il raggiungimento di un monitoraggio affidabile e standard di settore con materiali ecocompatibili è una pietra miliare significativa. dimostra che la sostenibilità non deve necessariamente andare a scapito della funzionalità, soprattutto in applicazioni critiche come l’assistenza sanitaria.”
Il team del progetto ha poi sepolto gli e-textile nel terreno per misurarne le proprietà biodegradabili. Dopo quattro mesi, il tessuto aveva perso il 48% del suo peso e il 98% della sua resistenza, suggerendo una decomposizione relativamente rapida ed efficace. Inoltre, una valutazione del ciclo di vita ha rivelato che gli elettrodi a base di grafene avevano un impatto sull’ambiente fino a 40 volte inferiore rispetto agli elettrodi standard.
Marzia Dulal dell’UWE Bristol, dottoranda del Commonwealth e prima autrice dello studio, ha evidenziato l’impatto ambientale: “La nostra analisi del ciclo di vita mostra che i tessuti elettronici a base di grafene hanno una frazione dell’impronta ambientale rispetto all’elettronica tradizionale. Ciò rende rappresentano una scelta più responsabile per le industrie che cercano di ridurre il proprio impatto ecologico.”
Il processo di stampa a getto d’inchiostro è anche un approccio più sostenibile per le fabbricazioni di e-textile, depositando il numero esatto di materiali funzionali sui tessuti secondo necessità, con quasi nessuno spreco di materiale e un minore utilizzo di acqua ed energia rispetto alla stampa serigrafica convenzionale.
Il professor Karim conclude: ” Nel contesto del crescente inquinamento causato dalle discariche, il nostro studio aiuta a colmare la mancanza di ricerca nel campo della biodegradazione degli e-textile. Questi materiali diventeranno sempre più importanti nella nostra vita, in particolare nel settore dell’assistenza sanitaria, quindi è davvero importante considerare come renderli più ecologici, sia nella produzione che nello smaltimento.”
I ricercatori sperano ora di poter andare avanti con la progettazione di indumenti indossabili realizzati con SWEET per un potenziale utilizzo nel settore sanitario, in particolare nell’area della diagnosi precoce e della prevenzione delle malattie cardiache di cui soffrono 640 milioni di persone (fonte: BHF) in tutto il mondo.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
