Mi lenne akkor, ha a reggeli futás egy parkban áramot termelhetne, ami aztán feltölthetné az akkumulátorokat, vagy esetleg még elláthatja is a futó telefonjának tápját? Ha megfelelő pólót visel, ez lehetséges.

A spanyolországi Málagai Egyetem és az Olasz Technológiai Intézet kutatói olyan pólót terveztek, amely áramot termel a viselő teste és környezete közötti hőmérséklet-különbségből. Ez azt jelenti, hogy a testhő futás, gyaloglás vagy sportolás közben leválik rólad – és a különbség ezen hő és a környező levegő hidegebb hőmérséklete között hőenergiává alakulhat át.

Rengeteg példa van a hőenergiára az életünkben – a nap felmelegíti a légkörünket, a tűzhely felmelegít egy edény vizet. De sok példa van az elpazarolt melegre vagy a „hulladékhőre” is, amely a gépek, elektromos folyamatok vagy akár emberi tevékenység által a környezetbe kibocsátott fel nem használt hő, amelyet hőenergiaként fel lehetne használni.

Ezt a hőt azonban kihasználhatjuk az úgynevezett termoelektromos hatás használatával, amely lehetővé teszi a hőmérséklet-különbségek elektromos feszültséggé alakítását. Ha két vezető csatlakozik, és az egyik oldalt felmelegítik, az elektronok elkezdenek átmenni a hűvösebb oldalra, áramot képezve az áramkörön. Egyes anyagok vezetőként működnek, amelyek ezt a hőmérséklet-különbséget áramforrássá tudják alakítani. Amit ez a póló tesz, a kutatók szerint, a testünkből kijövő hő elfogása, ami ellentétben áll a hűvös levegővel, és áramot termel.

Általában a termoelektromos anyagok olyan dolgokból nyerik vissza a hulladék hőt, mint az autók vagy ipari folyamatok, és a leggyakoribb anyagok, amelyek ezt a hőenergiát elektromos árammá alakítják át, gyakran ritkák és nem túl környezetbarátok (például a tellúr, amely olyan ritka, mint az arany és platina). Emellett drágák és mérgezőek – magyarázta José Alejandro Heredia, a Málagai Egyetem Molekuláris Biológiai és Biokémiai Tanszékének tagja, és a projekt egyik szerzője e-mailben – vagyis nem alkalmasak viselethez alkalmazásra.

Heredia és a többi kutató társa „rugalmas, biológiailag lebomló és hordható anyagokat akart kifejleszteni [termoelektromos] alkalmazásokhoz, amelyek egyszerűen áramot tudnak termelni a test és a környezet közötti hőmérsékletkülönbségből”, ezért igyekeztek helyettesíteni a szokásos merev, drága anyagokat olyan anyagokkal, amelyek olcsó alternatívákkal rendelkeznek, például széles körben elérhető szén nanorészecskék (például grafén és szén nanoszálak), amelyek termoelektromos generátorként működnek.

A nehézség azonban az volt, hogy ezeket az anyagokat hogyan ragasszák egy pamut pólóhoz, és a probléma megoldásához a kutatók paradicsombőrből olyan megoldást alkottak, amely áthatol a gyapoton, és biológiailag lebomló anyagok révén megadja ezeket az elektromos tulajdonságokat a szövetnek. Miért paradicsomhéj? „Ez valahogy egy bioalapú ragasztó volt,” mondja Heredia. És van még egy környezetvédelmi bónusz a paradicsomhéj használatához. „Érdekes módon ez a héj a paradicsomfeldolgozó ipar olcsó mellékterméke. Ebben az értelemben a körforgásos gazdaság szempontjából második életet biztosítunk ennek a maradéknak. ”

A végeredmény egy paradicsomhéjból és szén-nanorészecskékből álló folyékony oldat, amelyet egy szokásos pólóba lehet permetezni, és ez a módszer „e-textilt” hoz létre. Heredia azt mondja, hogy ígéretes eredménnyel tesztelték ezen anyagok ruhamosási ciklusokkal szembeni ellenállását. „Ennek ellenére – teszi hozzá – már dolgozunk egy továbbfejlesztett változaton, amely teljesen mosható és vasalásálló lesz.”

Ehhez az e-textil prototípushoz a kutatók szén vezető szalaggal kötötték össze a pólót a külső vezetékekkel, hogy megmutassák, hogy képes áramot termelni – a ruhadarab képes volt bekapcsolni egy LED lámpát – de jelenleg nincs mód arra, hogy a szövet tárolja ezt az energiát. Heredia reméli, hogy a jövőben ezt is kifejlesztik.

„Először is úgy gondoljuk, hogy ezt a textíliát olyan ritka esetekben lehet alkalmazni, mint például az energia extrém helyzetekben történő begyűjtése (űrbéli és katonai küldetések), de potenciálisan és némi fejlesztéssel a divatiparban is alkalmazható,” mondja Heredia. Lehetőség van további funkciók, például fények, szenzorok és Wi-Fi integrálására is a szövetbe (korábbi kísérletük során paradicsomhéjból és grafénből készítettek Wi-Fi antennát).

A kutatók azon dolgoznak, hogyan tölthetik fel mobiltelefonjukat töltő nélkül, vagy fényt generálnának, hogy a póló fényt sugározzon. Ez a technika alkalmazható lenne a viselhető eszközök világában, az orvosi érzékelők, karórák és hallókészülékek tápellátására is. A termoelektromos textíliák azonnali test hűtőként is használhatók, ha sportruházatba, irodai székbe vagy akár autóülésbe építik be. Végül, a kutatók azzal viccelődnek, hogy ez lehetővé teheti számunkra, hogy felvegyünk egy Vasemberhez hasonló öltözéket, amely érzékelőkkel, technológiai eszközökkel és repülési képességgel van felszerelve.

Ruháink már alkalmazkodnak a jövőhöz, és egyre erősebbek lesznek. A tudósok már korábban a ruházatba is beépítették a piezoelektromosságot, amely mozgást használ az energiatermeléshez. Ezt az elektromosságot termelő pólót még nem lehet megvásárolni, de a kutatók reményei szerint egy napon hozzájuthatunk mindenféle elektronikus eszközzel felszerelt e-textilekhez, amik technológiai szuperhősökké változtatnak bennünket, és mindezt saját testünk hője táplálja.