In cellulosa, si può piegare come un normale foglio ed è resistente a temperature estreme
Le applicazioni in campo medico: può essere impiantata sotto pelle e alimentare i pacemaker
La pila del futuro è di carta
Ultrasottile, ricaricabile ed ecologica
di ALESSIA MANFREDI
La pila del futuro è di carta
Ultrasottile, ricaricabile ed ecologica
La batteria di carta sviluppata dai ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute (Rensselaer/Victor Pushparaj)
ROMA – Ultrasottile, leggerissima, pieghevole, ricaricabile, in grado di sopportare temperature estreme senza perdere in efficacia. Guardandola, sembra solo un innocuo foglietto, ma all’interno nasconde una potente batteria. La “pila” del futuro è di carta: il piccolo miracolo di nanoingegneria è stato creato da un gruppo di scienziati al Rensselaer Polytechnic Institute, negli Stati Uniti, che presentano la loro scoperta sull’ultimo numero dei Pnas, la rivista dell’accademia nazionale delle scienze americana.
Per oltre il 90 per cento questa batteria di nuova concezione è formata da cellulosa, in cui sono stati integrati nanotubi in carbonio, microstrutture che funzionano come elettrodi e permettono alla pila di condurre elettricità. E’ unica, spiegano i ricercatori, perché funziona sia come una batteria ad alta capacità che come supercapacitore – in grado, cioè, di rilasciare elettricità velocemente – che, di solito, sono componenti separate nei sistemi elettrici.
La pila del futuro, come la carta, può essere arrotolata, piegata, tagliata in una serie quasi infinita di forme e senza che la sua potenza o l’integrità meccanica vengano compromesse. Le sue possibili applicazioni, nel panorama elettronico sempre alla ricerca del componente più piccolo e potente, vanno dai vari gadget alle automobili, dall’industria aeronautica alla medicina più avanzata: questa batteria, per funzionare, può utilizzare i liquidi corporei come il sangue o il sudore ed essere inserita sotto la cute.
In questo mini pezzetto di carta intelligente i componenti sono integrati a livello molecolare: “In molte delle altre batterie pieghevoli non lo sono – spiega Robert Linhardt, co-autore della ricerca e professore al Rensselaer Institute. “Quelle sfruttano elementi messi a contatto gli uni con gli altri, ma in questo modo, quando vengono flesse, i componenti si staccano e l’apparecchio non funziona più”. Qui, invece, i nanotubi in carbonio sono inglobati nella carta, che è immersa nell’elettrolita. E il risultato finale è in tutto e per tutto simile ad un normale foglio di carta, nero per la presenza del carbonio.
La scoperta è frutto di uno sforzo collettivo, che ha coinvolto ricercatori di diverse discipline: dai laboratori specializzati in biopolimeri del professor Linhardt ad altri, specializzati nella ricerca sui nanotubi e sull’elettronica. Ma è proprio l’applicazione in campo medico una delle più promettenti: “I liquidi corporei potrebbero funzionare come elettroliti. La batteria potrebbe essere inserita sottopelle per alimentare un pacemaker o altre apparecchiature per il rilascio di medicinali, come la pompa per insulina”, spiega ancora il professore, con il vantaggio di evitare di inserire all’interno del corpo sostanze chimiche forti come quelle che si trovano nelle comuni batterie.
Per la loro pila, Linhardt e colleghi hanno usato un liquido ionico – un sale liquido, in pratica – che non contiene acqua, quindi non rischia di evaporare o di ghiacciare, rendendo così l’apparecchiatura adatta anche a temperature estreme. Ed è anche ecologica: “grazie all’alto contenuto di carta e alla mancanza di sostanze chimiche tossiche, non rappresenta un rischio per l’ambiente” aggiunge il dottor Manikoth Shaijumon, altro co-autore della ricerca.
Può essere prodotta in diverse dimensioni ma quella che i ricercatori hanno sperimentato era un quadrato di 2 cm per 2. Quello che rimane da capire sono i costi: “Per ora stiamo lavorando su scala sperimentale, in laboratorio. Dobbiamo ancora sviluppare metodi per produrle su scala commerciale e per ora non abbiamo idea di quanto potrebbero costare” continua Linhardt. I singoli componenti di per sé non hanno prezzi elevati e in futuro queste pile potrebbero venire stampate in grandi fogli, usando rotative simili a quelle per i giornali. Ma quando potremo trovarle nei negozi? “Ci vuole tempo – conclude Linhardt – Almeno un paio d’anni per le prime applicazioni, che saranno ancora di tipo speciale”.
(13 agosto 2007)