L’un des nanogénérateurs triboélectriques à fil de cuivre est brodé à la machine sur une feuille de coton.
Bien que de nombreux groupes développent des « tissus intelligents » générateurs d’énergie, la technologie est souvent trop complexe pour être adaptée à une utilisation commerciale. Aujourd’hui, cependant, des scientifiques ont mis au point une méthode simple pour broder des générateurs électriques sur du tissu ordinaire.
La nouvelle technique est mise au point à l’université d’État de Caroline du Nord, par une équipe dirigée par le professeur adjoint Rong Yin.
Elle fait appel à un fil spécial, composé de fils de cuivre disponibles dans le commerce et enrobés de polyuréthane. Ce fil est brodé sur une base de tissu de coton ordinaire – ou potentiellement sur tout autre matériau. Toutefois, à l’endroit où le fil est ajouté, le coton est recouvert d’un tissu fait d’un polymère synthétique appelé PTFE (polytétrafluoroéthylène). Il y a un petit espace entre le PTFE et les fils de cuivre.
Dans une dernière étape, une couche protectrice de fil de coton ordinaire est brodée par-dessus le fil de cuivre.
Lorsque le porteur d’un vêtement incorporant le fil se déplace, les fils et le PTFE entrent et sortent de leur contact. Lorsqu’ils se touchent, des électrons sont transférés entre eux, générant un courant électrique. Ce phénomène, connu sous le nom d’effet triboélectrique, est à l’origine de la charge statique qui se produit lorsque vous vous peignez les cheveux. Les petits dispositifs qui utilisent cet effet pour générer de l’électricité utilisable sont appelés nanogénérateurs triboélectriques (TENG).
Lors de tests en laboratoire, certains des TENG en fil de cuivre ont été brodés sur un jean qui a été porté sur la paume de la main, au coude, sous le bras et au genou. Dans tous les cas, les dispositifs ont généré des signaux électriques qui ont pu être utilisés pour suivre le mouvement de la partie du corps concernée. En outre, lorsque l’un des TENG était fixé à la semelle intérieure d’une chaussure, il fonctionnait comme un podomètre, générant des signaux électriques d’intensité variable selon que le porteur marchait, courait ou sautait.
Enfin, la technologie a été utilisée pour créer un clavier numérique situé au niveau du bras, dans lequel chaque chiffre était brodé individuellement sur le tissu de base. En fonction du chiffre sur lequel l’utilisateur appuie, un signal électrique différent est produit.
Autre avantage, les TENG brodés sont peu coûteux à appliquer et conservent leur fonctionnalité après plusieurs cycles de lavage.
« Notre technique utilise la broderie, qui est assez simple – vous pouvez coudre nos fils directement sur le tissu », a déclaré Rong Yin. « Pendant la production du tissu, vous n’avez pas besoin de prendre en compte quoi que ce soit concernant les dispositifs à porter. Vous pouvez intégrer les fils générateurs d’énergie après la fabrication du vêtement. »
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285522010072?via%3Dihub
