Energia… epiteliale per i telefoni del futuro

Quando la scienza supera la fantasia nascono prototipi come quello in via di sviluppo all’Università di Pisa. Ricercatori di una equipe tutta italiana stanno mettendo appunto una tecnologia che permetterà di ricaricare lo smartphone semplicemente appoggiandolo alla pelle. Sarà il calore del corpo a fornire l’energia necessaria. Allo studio un microchip che converte le emissioni corporee in energia elettrica.
“Il prototipo attualmente in fase di sviluppo permette di alimentare un dispositivo semplice come un orologio da polso”, spiega il professore Giovanni Pinelli, a capo del team di sviluppo. “Il nostro dispositivo potrà addirittura sostituire in toto la batteria, ma c’è ancora molto lavoro da fare per raggiungere questo obiettivo”.
In campo medico, a breve i dispositivi che monitorano le condizioni fisiche di alcuni pazienti 24 ore al giorno, e che abbiano un consumo di potenza compresa tra i 10 e i 100 milliwatt, potranno funzionare senza batterie ed a tempo illimitato.
In poche parole, il dispositivo funziona grazie all’effetto termoelettrico, una proprietà di tutti i materiali che consente di convertire la loro differenza di temperatura in energia elettrica. «In questo caso il chip trasforma la differenza di calore tra la pelle e l’aria per generare potenza elettrica» afferma Pennelli. Per poter fare in modo che la ‘magia’ si realizzi, il team toscano si serve di nano tubi di silicio «che disperdono molto poco il calore e trasportano invece molto bene l’elettricità». Una vera foresta di fili piccolissimi (ogni millimetro quadro del chip ne contiene ben dieci milioni) dal diametro tra i 50 e 80 milionesimi di millimetro e lunghi cinquanta millesimi di millimetro. Ecco chi assorbe il calore permettendo al microchip di funzionare senza batteria.
«A partire dal 2008 la ricerca in questo ambito ha avuto un vero e proprio boom (aggiunge Panelli): ci sono diversi gruppi di scienziati in Italia e nel mondo che studiano altri tipi di materiale per la conversione del calore in elettricità, per esempio usando tellurio, che però è un elemento raro sulla crosta terrestre quanto il platino e anche velenoso. Il silicio invece ha il vantaggio di essere biocompatibile, non fa male alla salute, è economico e le metodologie di industrializzazione per la microelettronica sono collaudate da decenni perché si usa per fare ogni tipo di microchip». In pratica su un solo dispositivo è possibile avere sia un circuito elettrico che la sorgente di alimentazione.
Proprio la ‘foresta di silicio’ rappresenta l’innovazione portata dai ricercatori dell’ateneo pisano. «La chiave di volta per andare avanti in questa ricerca è realizzare contatti elettrici per raccogliere la corrente dalle “cime degli alberi” e noi abbiamo sviluppato una tecnica che funziona molto bene» prosegue il professore. Basti pensare che, in termini di efficienza, questo chip produce il doppio di energia rispetto a una cella fotovoltaica. Il ricercatore pisano prevede che un sistema in grado di alimentare la batteria di un cellulare «sarà sul mercato entro qualche anno: non abbiamo infatti ancora preso contatto con case produttrici di telefoni e orologi perché il prototipo è ancora in fase di sviluppo, ma noi ci crediamo».