• Cercetători de la North Carolina State University arată că bateriile din fibre pot alimenta viitoarele textile inteligente, dar nu sunt încă pregătite pentru piață
• Studiul, publicat în revista Small, identifică două blocaje majore: încapsularea eficientă și modelele matematice inexacte
• Fără protecție adecvată împotriva umezelii și oxigenului, bateriile se degradează rapid
• Modelele actuale nu pot prezice corect cât de lung trebuie să fie „firul-baterie” pentru performanță optimă
• Dacă aceste obstacole sunt depășite, hainele ar putea deveni surse de energie și interfețe digitale purtabile

Îți pui o geacă și aceasta îți încarcă telefonul sau îți monitorizează ritmul cardiac fără baterii externe. În spatele acestui scenariu stă tehnologia bateriilor din fibre — dispozitive de stocare a energiei realizate sub formă de fire, care pot fi țesute direct în materiale textile.

Un nou studiu realizat de cercetători de la North Carolina State University, publicat în revista științifică Small sub titlul „Toward Real-Life Applications of Fiber Lithium-Ion Batteries”, analizează cât de aproape suntem, de fapt, de integrarea reală a acestor baterii în haine.

Concluzia este clară: tehnologia promite mult, dar două obstacole majore trebuie rezolvate înainte ca textilele inteligente să devină ceva obișnuit.

Problema nr. 1: Cum protejezi o baterie care trebuie să se îndoaie

Primul și cel mai urgent obstacol este încapsularea — adică materialul care protejează bateria.

La fel ca în cazul bateriilor litiu-ion clasice, expunerea la oxigen și umezeală accelerează degradarea și scade performanța. Diferența este că, în cazul unei baterii-fir, carcasa trebuie să fie și extrem de flexibilă, pentru a putea fi îndoită, torsionată și cusută într-o țesătură.

Echipa condusă de Mengli Wei, doctorand la Wilson College of Textiles și autor principal al studiului, a evaluat cinci metode de încapsulare, analizând patru indicatori-cheie:

• rata de transmisie a vaporilor de apă (WVTR),
• retenția capacității după cicluri repetate de încărcare/descărcare,
• rezistența internă,
• durata de viață în timp (calendar life).

Unele soluții, precum tuburile polimerice, sunt simple și flexibile, dar nu oferă protecție suficientă. Altele, precum încapsularea cu metal lichid, sunt foarte eficiente împotriva apei și oxigenului și rămân flexibile, însă sunt complexe și costisitoare, ceea ce le face impracticabile pentru producția la scară largă.

Wei sugerează că o posibilă soluție ar putea veni dintr-o industrie aparent îndepărtată: ambalajele. „Este o industrie mare, specializată în blocarea oxigenului și a apei. Dacă putem valorifica expertiza lor, am putea face progrese semnificative”, explică cercetătoarea în comunicatul universității.

Problema nr. 2: De ce lungimea firului schimbă totul

A doua provocare este mai puțin vizibilă, dar la fel de importantă: modelele matematice folosite pentru a proiecta aceste baterii.

Wei Gao, profesor asociat și autor corespondent al studiului, explică faptul că performanța unei baterii-fir depinde puternic de lungimea sa. Pe măsură ce firul devine mai lung, crește și capacitatea de ieșire — dar doar până la un punct. După acel prag, eficiența începe să scadă.

Problema este că modelele actuale nu pot prezice cu precizie unde se află acel punct optim. Chiar dacă fizica de bază este înțeleasă experimental, ecuațiile existente nu sunt suficient de exacte pentru a anticipa comportamentul în funcție de variabile precum chimia bateriei sau configurația dispozitivului.

Cu un model mai bun, inginerii ar putea introduce parametri diferiți și ar primi rapid o estimare a lungimii optime a bateriei-fir, fără a construi și testa fizic fiecare variantă — un pas esențial pentru aplicații comerciale.

Ce urmează pentru textilele cu energie integrată

Depășirea acestor două obstacole ar putea transforma radical domeniul electronicele purtabile. În loc să atașăm senzori sau baterii voluminoase pe haine, energia ar putea fi integrată direct în structura materialului.

Posibile aplicații includ:

• haine care alimentează LED-uri sau ecrane flexibile;
• textile medicale care monitorizează constant semne vitale;
• echipamente sportive cu senzori integrați;
• interfețe vestimentare care controlează alte dispozitive.

Momentan, însă, tehnologia rămâne în fază de optimizare. Studiul publicat în Small nu promite lansări iminente, ci oferă o hartă clară a problemelor care trebuie rezolvate pentru ca bateriile din fibre să treacă din laborator în garderobă.

Citește și

• Coinbase dă portofele crypto agenților AI. De la asistenți digitali la traderi autonomi
• Elon Musk vrea o fabrică de sateliți AI pe Lună. Următorul centru de date ar putea fi în spațiu
• Dispozitivul AI imaginat de Jony Ive pentru OpenAI întârzie până în 2027 și își schimbă identitatea