Fibre di nanotubi di carbonio tessute in una maglietta per monitorare il battito cardiaco

Dalle fasce cardio agli smartwatch per arrivare alle magliette smart. Da tempo nel mondo accademico si lavora rendere gli abiti intelligenti, cioè in grado di monitorare il nostro stato di salute e restituirci informazioni di valore.

Qualche mese fa abbiamo visto la fibra programmabile del MIT, ma le strade sono molte e tra queste c'è anche quella della Rice University, dove hanno impiegato una fibra di nanotubi di carbonio per "dare vita" a una maglietta, permettendo di monitorare la frequenza cardiaca e svolgere un elettrocardiogramma (ECG) continuo a chi lo indossa. Lo studio è stato pubblicato su Nano Letters ed è stato realizzato da un team guidato da Matteo Pasquali, professore e ingegnere italiano che dal 2000 insegna alla Rice University.

Le fibre ideate, oltre a essere conduttive quanto i classici fili metallici, sono lavabili, comode e meno soggette a rotture. Inoltre, la maglietta potenziata da questa tecnologia si è dimostrata migliore nel raccogliere dati rispetto una fascia toracica standard e, se abbinata a elettrodi commerciali, in grado di restituire un ECG leggermente migliore.

"La maglietta deve essere aderente al petto", ha spiegato la ricercatrice Lauren Taylor. "Negli studi futuri ci concentreremo sull'uso di insiemi più densi di fili di nanotubi di carbonio in modo che ci sia più superficie a contatto con la pelle".

Le fibre ideate possono essere cucite a macchina proprio come il filo standard. Il motivo a zigzag che vedete nelle immagini consente al filamento di allungarsi senza rompersi.

Le fibre, oltre a garantire un contatto elettrico costante con la pelle di chi indossa la maglietta, possono servire come elettrodi per collegare ad esempio trasmettitori Bluetooth per trasmettere dati a uno smartphone o connettersi a un Holter che si può riporre in tasca.

Poiché i filamenti di nanotubi originali erano spessi circa 22 micron, troppo sottili per essere maneggiati da una macchina da cucire, i ricercatori hanno dovuto creare un filo più grande intrecciando tre fasci di sette filamenti ciascuno per dare forma a un filo di dimensioni adeguate a essere cucito sul tessuto.

Le fibre di nanotubi di carbonio possono essere usate anche per incorporare antenne o LED e, modificandone la geometria e l'elettronica associata, potrebbero eventualmente consentire agli indumenti di monitorare la frequenza respiratoria e altri parametri.

"Dopo due decenni di sviluppo nei laboratori di tutto il mondo questo materiale funziona in un numero sempre maggiore di applicazioni", ha affermato Pasquali. “Grazie alla combinazione di conduttività, buon contatto con la pelle, biocompatibilità e morbidezza, i fili di nanotubi di carbonio sono un componente naturale per i dispositivi indossabili".

"Siamo nella stessa situazione delle celle solari qualche decennio fa", ha detto Pasquali. "Abbiamo bisogno di applicazioni che forniscano una spinta per aumentare la produzione e aumentare l'efficienza".