Nanogeneratori flessibili e indossabili a base di nanorod di ossido di zinco per applicazioni di energy harvesting
Negli ultimi anni si è osservato un crescente sviluppo di materiali piezoelettrici innovativi per la produzione di sensori e sistemi di energy-harvesting. Tra i materiali piezoelettrici di particolare interesse è da menzionare l'ossido di zinco (ZnO) che, in particolare nelle sue diverse forme nanostrutturate (nanorods o nanowalls), può presentare una risposta piezoresistiva di rilievo. La letteratura recente mostra come nanorods (NRs) di ZnO hanno proprietà piezoelettriche che li rendono particolarmente promettenti per la realizzazione di nano-generatori (NG), ovvero di dispositivi in grado di convertire l'energia meccanica in energia elettrica su micro e nano-scala. L'obiettivo di questa ricerca è lo studio e sviluppo di nanogeneratori flessibili per applicazioni "wearable", costituiti da array di NRs di ZnO cresciuti mediante una tecnica idrotermale (già sviluppata e brevettata dal gruppo di ricerca) su substrato polimerico flessibile e bottom electrode in ITO, incapsulati in una matrice di polivinilidenfluoruro (PVDF), opportunamente sintetizzato con una tecnica di quenching al fine di esaltarne le proprietà piezoelettriche. Il PVDF è un polimero biocompatibile con interessanti proprietà meccaniche e piezoelettriche, tipicamente trattato con poling elettrico oppure utilizzato come matrice in nanocompositi per esaltarne l'elettroattività. La novità dello studio consiste nel combinare in modo sinergico le proprietà piezoelettriche di array di NRs di ZnO e di film PVDF opportunamente sintetizzato, al fine di ottenere nanogeneratori flessibili per energy harvesting. Un aspetto fondamentale che verrà studiato ed approfondito è relativo al controllo del processo di produzione del film di PVDF (in particolare della fase di evaporazione del solvente) al fine di controllarne la porosità che da un lato influenza le proprietà piezoelettriche del materiale, dall¿altro ne condiziona la porosità, critica ai fini della contattazione del dispositivo con elettrodo superiore.