Gli e-textiles: i tessuti intelligenti

Gli e-textiles: i tessuti intelligenti

Immagina una maglietta che non solo è bella da indossare, ma può anche illuminarsi o cambiare colore quando lo desideri. Pensa a dei guanti che non solo ti tengono al caldo, ma possono anche far funzionare il tuo smartphone toccandolo con le dita, senza doverli togliere. Questo è possibile grazie agli e-textiles!

In pratica, gli e-textiles sono tessuti che hanno incorporato al loro interno dei piccoli componenti elettronici. Questi componenti possono essere microchip, LED (piccole lucine), sensori o fili conduttivi, che permettono al tessuto di fare cose sorprendenti. I fili conduttivi, per esempio, sono fili che possono trasportare elettricità, proprio come i cavi che usiamo per caricare i telefoni, ma sono flessibili e possono essere cuciti nei tessuti.

Gli e-textiles possono essere usati per tante cose diverse: per creare abiti che cambiano aspetto, per sviluppare zaini che si illuminano di notte rendendoti più visibile, o per fare fasce sportive che monitorano il tuo battito cardiaco mentre corri.

Approfondiamo…

Gli e-textiles, noti anche come tessuti elettronici o smart textiles, rappresentano una rivoluzione nell’ambito della tecnologia tessile, integrando circuiti elettronici e funzionalità digitali nei tessuti tradizionali. Questa fusione tra tessile e tecnologia consente la creazione di abbigliamento e accessori con funzionalità avanzate, come la capacità di rilevare e reagire a vari stimoli ambientali (temperatura, vibrazione, pressione, etc.), comunicare con altri dispositivi, raccogliere e analizzare dati.

La tecnologia alla base degli e-textiles può essere suddivisa in due categorie principali:

Tessuti Elettronici Passivi: Questi tessuti hanno la capacità di condurre elettricità ma non hanno funzionalità di elaborazione dati. Sono spesso utilizzati per creare sensori, attuatori o per il riscaldamento.

Tessuti Elettronici Attivi: Integrano componenti attivi come microcontroller, sensori, e LED. Questi tessuti possono raccogliere dati dall’ambiente, elaborarli e reagire di conseguenza, offrendo funzionalità avanzate come il monitoraggio della salute, il controllo della temperatura, la visualizzazione di messaggi o immagini, e la connettività wireless.

La produzione di e-textiles coinvolge diverse sfide tecniche, tra cui la creazione di circuiti flessibili, durevoli e lavabili che possano essere integrati nei tessuti senza comprometterne il comfort o l’estetica. Un approccio comune consiste nell’usare fili conduttori tessuti o ricamati nel tessuto per creare circuiti. Altre tecniche includono l’utilizzo di inchiostri conduttori per stampare circuiti direttamente sui tessuti.

Le applicazioni degli e-textiles sono varie e in rapida espansione, spaziando dal settore della moda, con abiti che cambiano colore o pattern basati sull’umore dell’utente o sull’ambiente, al settore sanitario, con indumenti che monitorano costantemente i segnali vitali del paziente per il fitness e il benessere, fino ad applicazioni industriali e militari.

Lo sviluppo e l’impiego degli e-textiles pongono anche questioni etiche e di privacy, soprattutto quando vengono utilizzati per raccogliere e trasmettere dati sensibili. La ricerca continua ad affrontare queste sfide, cercando di trovare un equilibrio tra innovazione, funzionalità e responsabilità etica.

L’impiego degli e-textiles in campo medico

Per un approfondimento tecnico e scientifico, uno studio rilevante è “Wearable and Flexible Electronics for Continuous Molecular Monitoring” pubblicato su “Chemical Reviews”. Questo lavoro esplora come gli e-textiles possono essere utilizzati per monitorare in tempo reale vari biomarcatori attraverso sensori integrati nei tessuti, evidenziando il potenziale degli smart textiles nel monitoraggio della salute e nella medicina personalizzata.

L’articolo “Wearable and Flexible Electronics for Continuous Molecular Monitoring” pubblicato su “Chemical Reviews” si concentra sull’evoluzione e sulle applicazioni dei dispositivi elettronici indossabili e flessibili, in particolare per il monitoraggio molecolare continuo. Questi dispositivi rappresentano un passo avanti significativo nella medicina personalizzata e nel monitoraggio della salute, offrendo la possibilità di raccogliere dati biologici in tempo reale in modo non invasivo.

Vengono esplorate le innovazioni nei materiali e nelle tecnologie che rendono possibile l’integrazione di sensori flessibili e indossabili nei tessuti o direttamente sulla pelle. Questi dispositivi utilizzano materiali avanzati che consentono loro di essere sia comodi che funzionali per l’uso quotidiano.

Questi dispositivi possono monitorare una varietà di biomarcatori, come glucosio, elettroliti, e altre molecole importanti per la salute. Il monitoraggio continuo di tali biomarcatori può fornire informazioni preziose sullo stato di salute generale, l’efficacia dei trattamenti medici e la rilevazione precoce di possibili condizioni patologiche.

Grazie alla capacità di monitorare costantemente e con precisione i biomarcatori specifici, i medici possono adattare le terapie alle esigenze individuali dei pazienti, migliorando così l’efficacia del trattamento e riducendo gli effetti collaterali.

Esistono sfide tecniche e etiche legate allo sviluppo e all’implementazione di questi dispositivi, come la necessità di garantire la sicurezza dei dati, la privacy dei pazienti, e l’affidabilità e l’accuratezza dei sensori nel lungo termine.

Più pratici e comodi

Gli e-textiles trovano applicazioni significative anche al di fuori del contesto medico, in ambiti che riguardano l’estetica, il comfort e l’interazione sociale.

Come abbiamo già anticipato ci sono abiti che cambiano colore o pattern in risposta a stimoli esterni come temperatura, luce o suono. Questo include anche tessuti che possono incorporare display LED o fibre ottiche per creare effetti visivi dinamici.

I tessuti intelligenti possono regolare la temperatura, ad esempio attraverso l’integrazione di fili riscaldanti o materiali che possono cambiare la loro densità per isolare meglio o permettere una maggiore traspirabilità in base alle condizioni climatiche.

Tessuti con materiali riflettenti o con luce incorporata possono garantire la sicurezza di ciclisti e pedoni durante la notte. Questo può anche includere l’uso di tessuti che migliorano la visibilità in condizioni di scarsa illuminazione.

L’Abbigliamento può interagire anche con sensori o dispositivi esterni, dando la possibilità di controllare la musica o rispondere a chiamate tramite interfacce tessili.

è possibile monitorare la forma fisica e il comfort durante attività sportive, con i tessuti che aiutano a gestire l’evaporazione del sudore o che forniscono un feedback sulla postura o sul movimento.

Il programma STARTS

ci sono altri esempi interessanti di e-textiles che vanno oltre l’ambito medico, spaziando nell’estetica e nel comfort. Per esempio, il programma STARTS, un’iniziativa della Commissione Europea, ha lanciato il progetto collaborativo Re-FREAM, che ha riunito artisti, designer e scienziati per ripensare il processo di produzione nell’industria della moda. Tra i prodotti risultanti ci sono scarpe biodegradabili stampate in 3D, che possono essere riparate o sostituite nelle parti danneggiate e sono dotate di sensori integrati che si adattano alle esigenze del consumatore nel tempo. Inoltre, ci sono sistemi di indumenti reattivi e responsivi che permettono agli utilizzatori di creare una personale sinfonia di luci e maglioni ricamati con filati conduttivi che consentono la comunicazione tramite il tocco o Bluetooth​.

(Articolo di approfondimento: Uncovering the opportunities of e-textiles and smart fabrics )

Tra i prodotti più interessanti ci sono anche quelli che utilizzano tessuti intelligenti fatti da materiali tradizionali come cotone, poliestere e nylon, fino a materiali avanzati come il Kevlar con funzionalità integrate. Per esempio, sono stati prodotti tessuti elettricamente conduttivi mediante la deposizione di nanoparticelle metalliche attorno alle fibre tessili, rendendo tali tessuti metallici conduttivi e idrofili, ideali per la biosensoristica elettrochimica, come dimostrato con il rilevamento del DNA e delle proteine​

Per quanto riguarda l’estetica e l’interazione sociale, la moda e il design giocano un ruolo chiave nell’applicazione degli e-textiles, con case di moda come CuteCircuit che utilizzano tali tecnologie nelle loro collezioni di haute couture e progetti speciali, come la Hug Shirt, che permette di inviare “abbracci elettronici” attraverso sensori all’interno del capo d’abbigliamento​

La prospettiva di vedere questi tessuti diventare mainstream è ancora oggetto di dibattito, ma la loro applicazione in vari settori e il potenziale di crescita del mercato indicano che gli e-textiles e i tessuti intelligenti probabilmente diventeranno una parte sempre più significativa del nostro quotidiano.