Wearables: un nuovo materiale potrebbe rivoluzionare i dispositivi
Il nuovo materiale è stato sviluppato da un team presso la North Carolina State University. La scoperta potrebbe rendere i wearables e le tecnologie indossabili più confortevoli per gli utenti consentendo al sudore ed ai composti organici di evaporare attraverso di esso. La ricerca descrive come sia stato creato il materiale e come il suo elettrodo mostri una buona stabilità nonostante la presenza del sudore.
Un grande progresso rispetto ai dispositivi wearables attuali
La permeabilità ai gas di questo materiale rappresenta un grande passo avanti rispetto ai materiali sinora adoperati nei dispositivi elettronici indossabili. Per la fabbricazione del materiale, i ricercatori hanno impiegato il metodo “breath figure“, un metodo utilizzato per formare pellicole porose a partire da goccioline d’acqua e creare un film polimerico estensibile con una distribuzione uniforme dei fori. Le breath figure sono formate da microdoplets d’acqua condensate su una superficie fredda trattata con aria calda e umida come se fosse un respiro (breath).
Il film sottile viene quindi rivestito immergendolo in una soluzione che contiene nanofili d’argento (AgNW). Il materiale infine viene pressato a caldo per sigillare i nanofili. Dato che i nanofili d’argento sono incorporati appena sotto la superficie del polimero, il materiale mostra anche una buona stabilità in presenza di sudore e un’usura a lungo termine.
Il risultato finale è un film estremamente sottile, spesso solo pochi micrometri con ottime proprietà fisiche quali conducibilità elettrica, trasmittanza ottica e permeabilità al vapore acqueo. Le sue proprietà consentono un migliore contatto con la pelle, un miglior rapporto segnale-rumore e una bassa impedenza tra pelle ed elettrodi.
Possibili applicazioni del materiale nei dispositivi wearables
Per dimostrare il potenziale di questo materiale, i ricercatori hanno sviluppato due prototipi: un dispositivo per il rilevamento del biopotenziale della pelle e un dispositivo touch integrato su un tessuto per l’interfaccia uomo-macchina.
Il prototipo per il rilevamento del biopotenziale consiste in elettrodi asciutti montabili sulla pelle da utilizzare come sensori elettrofisiologici che potrebbero essere utilizzati in campo medico per l’elettrocardiografia (ECG) e l’elettromiografia (EMG).
Il secondo prototipo è invece un manicotto touch traspirante ai gas, ovvero un manicotto indossabile con elettrodi porosi per il rilevamento tattile. Per testare le sue potenzialità, il manicotto è stato impiegato come controller in una partita di Tetris.
Sensori indossabili più robusti?
Questa scoperta rappresenta un importante passo avanti nella robustezza dei dispositivi wearables. Infatti, l’utilizzo di materiali elettronici traspiranti consentirebbe l’aumento della vita media dei sensori, in quanto ridurrebbe il degrado dei dispositivi e aumenterebbe il tempo d’impiego. Inoltre, la permeabilità ai gas può rappresentare un ottimo risultato per migliorare il comfort dei dispositivi, impedendo l’irritazione della pelle.