Si può trasformare lo stress in elettricità?

Di recente mi sono imbattuta nello screenshot qui sopra: un tizio ha condiviso sui social il titolo di un articolo scientifico, Scientists Can Now Transform Stress into Electricity (Gli scienziati possono ora trasformare lo stress in elettricità), e un altro ha replicato con tono semiserio «Io darò energia al mondo». Ammetto che anch'io, sia pur per un attimo, avevo accarezzato l'idea di sfruttare lo stress che mi attanaglia allo scopo di far fronte al caro energia*... ma poi leggendo l'articolo, pubblicato quattro anni fa sul sito Interesting Engineering che trovo davvero interessante (appunto), ho scoperto che non si parlava di stress in senso psicologico bensì meccanico: in questo caso sarebbe più corretto tradurlo come tensione, sforzo.

Ricercatori svizzeri hanno creato un materiale che produce elettricità quando viene sottoposto a torsione e ad allungamento.

A meno che tu non abbia dei superpoteri, il tuo stress probabilmente non produce molto di più che ansia e lacrime. Tuttavia, nel 2017 gli scienziati hanno sviluppato un materiale organico in grado di trasformare lo stress in elettricità. Il team di Empa, i Laboratori Federali Svizzeri per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali, ha creato la sostanza.

L'effetto piezoelettrico

Il sottile materiale gommoso funziona grazie all'effetto piezoelettrico, un processo mediante il quale il movimento può generare elettricità.

Il concetto potrebbe sembrare poco familiare ai più, ma milioni di persone hanno visto l'effetto in pratica. È quello che succede quando la puntina di un giradischi legge i solchi di un disco. Attraverso l'effetto piezoelettrico, quelle vibrazioni della puntina vengono trasformate in impulsi elettrici e quegli impulsi poi trasformati in onde sonore. Al suo livello più elementare, l'effetto piezoelettrico è il modo in cui i movimenti meccanici generano elettricità e in cui tale elettricità può essere utilizzata altrove.

Benché la sostanza non somigli a nulla di ciò che abbiamo visto prima con l'effetto, molti altri ricercatori la lodano per aver spinto i limiti della precedente comprensione dell'effetto piezoelettrico. La comprensione tradizionale era limitata a strutture rigide come i cristalli. Tuttavia, Dorina Opris e il suo team di Empa cercavano qualcosa di completamente unico.

Plasmare il futuro

La sostanza gommosa consiste in un materiale composito costituito da nanoparticelle polari e da un elastomero. Il team ha utilizzato il silicone nel prototipo. Il materiale è stato realizzato in gran parte da Yee Song Ko, dottorando all'Empa. Egli ha modellato i materiali compositi e l'elastomero prima di unirli. Song Ko aveva bisogno di effettuare una polarizzazione interna utilizzando un forte campo elettrico. Il team ha riscaldato la pellicola fino a quando le nanoparticelle non sono passate da uno stato solido e vetroso a uno gommoso e leggermente viscoso. Ciò ha permesso ai ricercatori di manipolare la polarità e pertanto il campo elettrico. Quindi, i ricercatori hanno "solidificato" l'orientamento del campo raffreddando la pellicola a temperatura ambiente.

Uno degli impieghi più entusiasmanti di questa tecnologia potrebbe essere il progresso della robotica soft e consentire ai robot di "sentire" ciò che li circonda. Il materiale sarebbe in grado di inviare impulsi al dispositivo per essere "capito" da un sistema robotico.

Inoltre, il materiale potrebbe avere un enorme impatto in campo medico. «Probabilmente questo materiale potrebbe anche essere utilizzato per ottenere energia dal corpo umano», ha affermato Opris. «Si potrebbe impiantare vicino al cuore per generare elettricità dal battito cardiaco». Ciò potrebbe consentire ai pacemaker di alimentarsi da soli senza bisogno di procedure invasive per sostituire le batterie.

Il più grande svantaggio di questo materiale? Come con la maggior parte degli altri nuovi materiali, può essere incredibilmente difficile da riprodurre e migliorare a un costo ragionevole. Ma naturalmente questo potrebbe cambiare con il tempo.

*Per il momento dovrò accontentarmi del bonus bollette, iniziativa alla quale l'azienda per cui lavoro ha fortunatamente aderito.