Un team di ingegneri all'Università di San Diego ha sviluppato un "cerotto" indossabile che fornisce una 'climatizzazione' personale, riscaldando o raffreddando il corpo e mantenendolo a temperatura costante in qualsiasi condizione atmosferica.
Il progetto è stato pubblicato ieri sulla rivista Science Advances.
Oltre a fornire comfort a chi lo indossa, un dispositivo del genere ha molte prospettive di utilizzo in chiave di sostenibilità energetica e risparmio: "Con una costante e confortevole temperatura corporea non si ha più la necessità di attivare condizionatori," dice Renkun Chen, il professore di meccanica e ingegneria aerospaziale che ha condotto lo studio.
C'è una enorme varietà di sistemi di riscaldamento o raffreddamento "stand alone" da portarsi dietro. Ventilatori da tavolo, da terra, termoconvettori, ma nessuno prima di oggi era indossabile, flessibile e facilmente integrabile negli abiti.
Il cerotto è realizzato in materiali termoelettrici inseriti come in un sandwich tra due strati di elastomeri realizzati con Ecoflex, un materiale morbido basato su nitruro di alluminio in polvere, che ha grande conduttività elettrica. Il dispositivo si riscalda o si raffredda alla temperatura scelta da chi lo indossa.
Si può sistemare in punti del corpo che hanno variazioni termiche più rapide rispetto ad altri: la schiena, il collo, piedi o mani, per ottenere sollievo dal freddo o dal caldo.
Sahngki Hong, co-autore del progetto.
I test
I ricercatori hanno integrato un prototipo del 'cerotto termico' in un braccialetto elastico e lo hanno testato su un volontario in un ambiente a temperatura controllata. In soli 2 minuti il dispositivo ha portato la temperatura corporea del soggetto a 32° C, mantenendola costante mentre l'ambiente intorno variava da 22 a 36 gradi.
L'avanguardia di un abito intelligente
L'obiettivo finale del progetto è quello di combinare più parti di questo 'cerotto' per realizzare un abito intelligente in grado di regolare la temperatura di chi lo indossa: un dispositivo che può essere stirato e strizzato senza compromettere le sue funzioni elettroniche.
Il meccanismo
Per riscaldarsi o raffreddarsi il cerotto adopera una debole corrente elettrica che sposta il calore da un 'foglio' di elastomeri all'altro in questa sorta di sandwich: in questo modo il lato a contatto con la pelle diventa caldo e quello esterno freddo, o viceversa.
L'alimentazione è data da una batteria sottile e flessibile di celle connesse da sottilissime molle di rame che conferiscono flessibilità a tutto l'apparato.
Risparmio energetico
Ciascun cerotto è un quadrato di 5cm di lato e consuma 0.2 watt di energia. Il team di Chen valuta necessari 144 cerotti per creare un capo di abbigliamento 'climatizzato' , che consumi dai 26 agli 80 watt (nelle giornate particolarmente estreme) per mantenere costante e confortevole la temperatura corporea di chi lo indossa. Per raffronto, un condizionatore consuma decine di kilowatt.
Climatizzare ciascun individuo ha una maggiore efficienza e un maggior risparmio che climatizzare grandi stanze. Di fatto, con i sistemi di climatizzazione attuali, mantenere costante la temperatura di un ufficio significa consumare migliaia di watt a persona. Un dispositivo del genere abbatte decisamente il consumo energetico e l'impatto ambientale.
Il team è attualmente al lavoro per lo sviluppo dell'intero abito, e spera di commercializzarlo in pochi anni: i problemi ora sono legati al sistema di produzione e... all'app per smartphone che controllerà il calore del vostro corpo!
Lo studio: "Wearable thermoelectrics for personalized thermoregulation" su Science Advances (2019).
