Des chercheurs ont cousu leurs fils de cellulose conducteurs dans un vêtement pour lui offrir des propriétés thermoélectriques
Grâce aux progrès des matériaux et de l’électronique, nous commençons à voir comment nos vêtements pourraient un jour faire plus que nous tenir chaud ou nous protéger des éléments. Des scientifiques de l’université de technologie de Chalmers ont offert un nouvel exemple convaincant de ce qui pourrait être possible dans ce domaine en mettant au point un nouveau fil en cellulose conductrice, qui peut être travaillé dans des textiles générant de l’électricité à toutes sortes de fins.
« Les gadgets électroniques miniatures et portables sont de plus en plus courants dans notre vie quotidienne », explique Sozan Darabi, doctorant au département de chimie et de génie chimique de l’université de technologie de Chalmers. « Mais actuellement, ils sont souvent dépendants de matériaux rares, voire toxiques dans certains cas. Ils entraînent également l’accumulation progressive de grandes montagnes de déchets électroniques. Il existe un réel besoin de matériaux organiques et renouvelables pour les textiles électroniques. »
Sozan Darabi et son équipe avaient déjà réussi à mettre au point des fibres conductrices d’électricité à partir de la soie, mais ils se sont maintenant tournés vers la cellulose, dont le potentiel est énorme.
La technologie commence par des fils de cellulose à base de bois, qui sont teints avec une encre à base d’un polymère biocompatible électroconducteur du nom de PEDOT:PSS. Ce processus de revêtement « de rouleau à rouleau » transforme le fil en un fil conducteur, à tel point que l’équipe affirme que sa création présente une conductivité record pour un fil de cellulose, qui peut être encore améliorée par l’ajout de nanofils d’argent.
Les chercheurs ont réussi à intégrer leur fil de cellulose conducteur dans un tissu à l’aide d’une machine à coudre domestique.
Le fil obtenu peut être cousu dans un tissu à l’aide d’une machine à coudre domestique pour produire un textile thermoélectrique qui génère de l’électricité lorsqu’il est soumis à la chaleur d’un côté. L’équipe propose l’exemple de la chaleur corporelle, affirmant qu’avec un différentiel de température de 37 °C (en supposant que la personne est debout dans le froid glacial), le textile peut produire environ 0,2 microwatts d’électricité.
« Ce fil de cellulose pourrait conduire à des vêtements dotés de fonctions électroniques et intelligentes intégrées, fabriqués à partir de matériaux non toxiques, renouvelables et naturels », explique Sozan Darabi.
Gros plan sur le fil de cellulose conducteur.
Ces vêtements pourraient s’avérer utiles dans de nombreux domaines, mais les scientifiques voient un potentiel particulier dans les soins médicaux, où ils pourraient être utilisés pour surveiller différents paramètres de santé.
L’utilisation de la cellulose devrait contribuer à la recyclabilité du produit fini, bien qu’actuellement les fils ne puissent supporter que cinq lavages en machine sans perdre leur conductivité électrique.
« La cellulose est un matériau fantastique qui peut être extrait et recyclé de manière durable, et nous la verrons de plus en plus utilisée à l’avenir », explique Christian Müller, responsable de la recherche pour l’étude. « Et lorsque les produits sont constitués d’un matériau uniforme, ou d’aussi peu de matériaux que possible, le processus de recyclage devient beaucoup plus facile et plus efficace ». C’est une autre perspective sous laquelle le fil de cellulose est très prometteur pour le développement des e-textiles. »
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.0c15399
