L'innovativa rectenna sviluppata dal Mit di Boston è più sottile e più veloce dei dispositivi attuali, ottima per smartphone flessibili e dispositivi medici ingeribili

E se un giorno smartphone, tablet e pc funzionassero senza batterie? Niente più cavi di alimentazione o trasformatori dimenticati chissà dove quando servirebbero qui e ora. Basterebbe il wifi. Per rendere tutto questo possibile un team internazionale di ricercatori guidati dal Mit di Boston ha sviluppato un nuovo dispositivo completamente flessibile in grado di catturare i segnali wifi e di convertirli in corrente continua. La ricerca è stata pubblicata sulle pagine di Nature.

Convertire onde elettromagnetiche a corrente alternata (come i segnali wifi) in corrente continua non è una novità. Esistono già rectenne – così sono chiamati questi dispositivi fondendo la parola antenna con raddrizzatore – capaci di farlo, ma l’idea del Mit è davvero innovativa e potrebbe trovare applicazioni nei campi più disparati, dagli smartphone flessibili ai dispositivi medici ingeribili.

Il nuovo tipo di dispositivo è formato da una antenna a radiofrequenza flessibile e da un semiconduttore bidimensionale dello spessore di pochi atomi.

L’antenna è la componente che cattura le onde elettromagnetiche a corrente alternata, ma la cosa interessante è che è completamente flessibile. Quindi può essere prodotta a rotoli e può essere applicata su diverse superfici, dagli smartphone flessibili (che presto popoleranno il mercato) alle pareti dell’ufficio – e forse in futuro, perché no, anche su infrastrutture come ponti e autostrade.

Il raddrizzatore, invece, è un semiconduttore che converte i segnali a corrente alternata in corrente continua che può alimentare l’elettronica o ricaricare le batterie. Gli ingegneri lo hanno sviluppato in un materiale nuovo chiamato disolfuro di molibdeno (MoS2). MoS2 è sottilissimo (ha lo spessore di tre atomi) e ha un comportamento bizzarro ma utile allo scopo: se esposto a determinate sostanze chimiche i suoi atomi si riorganizzano passando da proprietà di semiconduttore a quelle di materiale metallico (in pratica un diodo Schottky, per chi se ne intende). Questa tecnologia – spiegano gli autori – minimizza contemporaneamente la resistenza in serie e la capacità parassita, cioè la condizione per cui certi materiali immagazzinano una piccola quantità di carica elettrica rallentando il circuito. In sostanza, il nuovo raddrizzatore è più veloce e può operare a frequenze più elevate (fino a 10 gigaHertz).

Al momento, in realtà, l’efficienza del dispositivo è inferiore a quella delle rectenne già esistenti (30% vs 50% per la tipica potenza del wifi). Ora, in pratica, converte energia sufficiente per accendere un Led. Con un po’ di lavoro, i ricercatori sono convinti di poter migliorare le prestazioni della nuova rectenna, i cui vantaggi sarebbero notevoli. Basti pensare alle pillole intelligenti utilizzate per alcuni esami medici: poter prendere energia dall’ambiente senza aver bisogno di una batteria (che potrebbe perdere litio e compromettere la salute del paziente) sarebbe l’ideale.