Le prime fibre luminescenti perfettamente integrabili nei tessuti

Un nuovo tipo di fibre luminescenti perfettamente integrabili nei tessuti e prodotte con una tecnica scalabile a livello industriale è stato realizzato da un gruppo di ricercatori della Fundan University e dell'Università della California a Los Angeles che illustrano il metodo da loro adottato in un articolo pubblicato su “Nature Photonic”.

Fibre di questo tipo potrebbero avere numerose applicazioni, prima fra tutte la creazione di dispositivi e schermi indossabili, andando ben oltre le possibilità offerte dai diodi organici a emissione di luce (OLED), che permettono la produzione di monitor flessibili e schermi piatti. Gli OLED, infatti, hanno una potenza di funzionamento relativamente alta che li rende poco adatti all'uso in dispositivi indossabili.

Per questo la ricerca si è indirizzata allo studio di sottili fibre luminescenti, o PLEC (polymer light-emitting electrochemical cell), le prime delle quali vennero realizzate il laboratorio già vent'anni fa. Tuttavia, nonostante i notevoli progressi fatti in laboratorio, le fibre ottenute si scontravano con due problemi: la produzione di fibre di lunghezza adeguata alle possibili applicazioni e la difficoltà a integrarle nei tessuti.

Nel nuovo studio Qibing Pei, uno di pionieri della ricerca in questo campo, e colleghi, descrivono una tecnica per produrre fibre luminescenti che superano questi ostacoli. La nuova fibra è ottenuta creando un rivestimento di PLEC intorno a un sottilissimo filo di acciaio, del diametro di appena 127 micron. Questo rivestimento è formato da tre strati: uno di nanoparticelle di ossido di zinco che funziona come strato di trasferimento di elettroni; lo strato propriamente luminescente, costituito da una miscela di un polimero coniugato, un elettrolita e un sale; e un nanotubo di carbonio che funge da anodo trasparente.

Quando viene applicata una tensione tra il filo di acciaio che fa da catodo e il nanotubo, il filo inizia a generare luce, che raggiunge il massimo di luminosità nel giro di pochi minuti. Nei prototipi realizzati finora la luce emessa è solo gialla o blu, ma i ricercatori spiegano che con alcune variazioni nel metodo di preparazione sarà possibile ottenere anche altri colori. Le fibre luminescenti sono inoltre abbastanza flessibili da poter essere piegate più volte senza perdite significative delle prestazioni, e questo le rende perfettamente integrabili nei tessuti.
L'ultimo ostacolo ancora da superare è l'aumento della loro stabilità operativa, perché allo stato attuale, una volta raggiunta la luminosità massima, questa inizia lentamente a scemare.