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L'elettronica del futuro è flessibile!

Circuiti elettrici arrotolabili, pelli artificiali elettroniche e pellicole inserite dell'abbigliamento potrebbero avere importanti applicazioni in ambito sanitario, energetico e robotico. Ad occuparsi in Italia di elettronica flessibile è la Fondazione Kessler con il progetto Contest.

Negli ultimi cinquant’anni i circuiti integrati hanno fatto parte di molti oggetti di elettronica presenti in tutte le nostre case, nei computer, televisori, telefoni, automobili,  macchine fotografiche ed elettrodomestici. Tutto ciò è stato possibile perché i transistor sono diventati sempre più piccoli.

Se oltre alle ridotte dimensioni, si aggiungesse anche una maggiore flessibilità, fin dove si potrebbe spingere la tecnologia? Si potrebbero per esempio immaginare delle vere e proprie “pelli elettroniche” di sensori e circuiti  leggeri che, ricoprendo interamente il corpo dei robot, permetterebbero loro di interagire in maniera sicura con le persone anziane e con oggetti del mondo reale; pellicole avvolgibili di celle solari  potrebbero essere facilmente trasportate e potrebbero alimentare gadget elettronici dove non sarebbe possibile farlo diversamente, come iCircuito flessibilen spiaggia; display flessibili si potrebbero arrotolare e spostare senza difficoltà; circuiti elettronici inseriti nell'abbigliamento potrebbero rilevare il nostro stato di salute.

Le possibilità che si presentano sono molte e interessanti, soprattutto in ambito medico, robotico ed energetico.

La materia che studia questi circuiti all'avanguardia viene detta elettronica flessibile e molti istituti nel mondo hanno già puntato su questa tecnologia del futuro.

Particolarmente degna di nota la recente scoperta fatta da un team di ricercatori dell'Università della Pennsylvania. Uno dei problemi principali che si incontrano nel concretizzare un'idea innovativa è quasi sempre l'elevato costo di realizzazione di questa. Gli studiosi americani hanno trovato un metodo per realizzare pellicole di circuiti elettronici flessibili e dalle elevate prestazioni, mantenendo i costi di produzione accettabili.

Lo studio è stato guidato da David Kim, dottorando del Dipartimento di scienze dei materiali e ingegneria, insieme agli studenti Yuming Lai, Benjamin Diroll e ai professori Cherie Kagan e Christopher Murray.

Ciò che ha permesso di raggiungere questo risultato è stato l'utilizzo di nanocristalli di seleniuro di cadmio.

Questi cristalli possono spostare elettroni 22 volte più rapidamente del silicio amorfo, elemento Pellicola Flessibileche compone gli schermi dei portatili e di altri dispositivi elettronici; possono essere depositati a temperatura ambiente e trattati a temperature minori rispetto al silicio amorfo, che necessita elevate temperature; inoltre usando particolari legami chimici (catene di molecole) è stato possibile depositarli su superfici plastiche flessibili.

I requisiti energetici ridotti, la possibilità di mantenere una certa flessibilità e processi produttivi semplici rendono l'uso del seleniuro di cadmio ottimale.

Anche l'Italia dà il suo contributo in questo settore. Lo fa con il progetto CONTEST (COllaborative Network for Training in Electronic Skin Technology) della Fondazione Bruno Kessler di Trento, una “rete per la formazione iniziale” (ITN) Marie Curie, finanziato dalla Commissione europea.

Il progetto, partito il 1° Ottobre 2012 e della durata di 4 anni, prevede la formazione multidisciplinare di giovani ricercatori, coordinati da Ravinder S. Dahiya, ricercatore presso l’Unità Bio-MEMS (BIO-Micro-Electro-Mechanical-Systems) del Centro Materiali e Microsistemi della Fondazione Kessler e da Leandro Lorenzelli, responsabile dell’Unità Bio-MEMS.

Mettendo a confronto diversi approcci tecnologici, gli studiosi cercheranno di "trasformare" oggetti di uso comune, come elettrodomestici e telefoni. Se pensiamo ad un cellulare, lo immaginiamo come un oggetto rigido, mentre in un futuro il nostro smartphone potrà diventare una sorta di smartwatch, adattabile al nostro polso con funzioni estese al campo biomedicale.

Tante applicazioni, funzionali o semplicemente estetiche, sono previste anche nel settore tessile, per programmare ad esempio il colore e le stampe dell'abbigliamento.

Per maggiori informazioni sul progetto Contest: http://www.contest-itn.eu/

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