La tecnología moderna de tejidos incluye la modificación inteligente de la ropa para producir un efecto determinado.
Por: Morfema Press / Interesting Engineering
La ropa se puede rediseñar con la ayuda de la tecnología para cambiar de color, bloquear la luz solar, recopilar datos médicos, emitir vibraciones o incluso mostrar mensajes personalizados.
Sin embargo, se trata más de función que de apariencia y te presentamos a continuación son algunos de los avances más sorprendentes en tecnología de telas y telas inteligentes.
Tejido a base de cota de malla para exoesqueletos inteligentes
En la Edad Media se usaba cota de malla, la armadura interna típica, y en pleno año 21 del Siglo XXI se ha transformado en otra cosa.
Los ingenieros del Instituto de Tecnología de California (Caltech) y la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU) en Singapur crearon un material similar a una cota de malla que va de suave a rígido cuando se lo ordena, soportando una carga 50 veces mayor que su propio peso cuando está rígido.
Para construir la tela, el equipo colocó capas de plástico hueco o partículas de aluminio impresas en 3D que se entrelazan, lo que les permite cambiar de forma pero mantener su rigidez.
A diferencia de las telas similares, que están «sintonizadas» con campos electromagnéticos, para endurecerlas o relajarlas, la cota de malla utiliza una transición de bloqueo. Este es el mismo principio que hace que una bolsa de arroz sellada al vacío se endurezca porque los granos no tienen espacio para moverse. Las partículas se sellan en bolsas de vacío de manera similar. La tela puede soportar hasta dos libras de peso cuando está rígida, que es más que cualquier otra tela inteligente diseñada hasta la fecha.
«Los materiales granulares son un hermoso ejemplo de sistemas complejos, donde interacciones simples a escala de grano pueden conducir a un comportamiento complejo estructuralmente. En esta aplicación de correo en cadena, la capacidad de transportar cargas de tracción a escala de grano es un cambio de juego. Es como tener una cuerda que puede soportar cargas compresivas. La capacidad de simular un comportamiento tan complejo abre la puerta a un diseño y rendimiento estructural extraordinarios ”, dijo José Andrade, profesor de Ingeniería Civil y Mecánica con experiencia en modelado de materiales granulares.
Las aplicaciones potenciales de este tejido incluyen armaduras protectoras, yesos adaptativos que cambian la rigidez a medida que el paciente sana, puentes que se pueden desplegar y luego endurecer en su lugar y exoesqueletos, que potencialmente permiten que las personas con problemas de movilidad caminen normalmente.
Ropa autolimpiante
En 2016, los científicos del Royal Melbourne Institute of Technology, en Australia, desarrollaron un tejido autolimpiante «haciendo crecer» nanoestructuras de cobre y plata en las fibras de algodón de un trozo de tela.
El proceso de hacer nanoestructuras metálicas sobre el textil implicó imprimar la tela de algodón con una solución ácida de cloruro de estaño, luego sumergir la tela en una solución de sal de paladio, lo que provocó que se formaran espontáneamente núcleos de paladio (un metal raro) en las fibras.
Finalmente, los baños de cobre y plata llevaron al crecimiento de nanoestructuras metálicas fotoactivas.
Los átomos de metal de estas nanoestructuras se excitan con la luz. Cuando se expone a la luz, el material es capaz de descomponer la materia orgánica, limpiándose a sí mismo de manchas y suciedad en menos de seis minutos.
La invención puede ser útil en industrias basadas en catálisis, como agroquímicos y farmacéuticos, pero aún hay más trabajo por hacer para mejorar la técnica y, especialmente, para intentar asegurar que las nanopartículas metálicas no se liberen en las aguas residuales (si la ropa es realmente lavada), lo que lleva a problemas ambientales.
Las nanopartículas de plata también se han utilizado para prevenir los olores al matar bacterias, pero pueden convertirse en iones tóxicos en determinadas condiciones.
Telas que te refrescan
El uso de acondicionadores de aire y ventiladores eléctricos para enfriar representa casi el 20% del consumo total de electricidad utilizada en los edificios. Entonces, ¿qué pasaría si la gente pudiera evitar calentarse en primer lugar?
En 2020, un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford (EE. UU.) Y la Universidad de Nanjing (China) modificó algunas piezas de seda, una tela que ya se siente fría sobre la piel humana porque refleja hasta el 95% de la luz solar, logrando que la seda se mantuviera 3.5 ° C más fría que el aire circundante a la luz del sol.
Los científicos lograron esto agregando nanopartículas de óxido de aluminio a las fibras de seda. Estas nanopartículas son capaces de reflejar las longitudes de onda ultravioleta de la luz solar y lo demostró manteniendo la piel unos 12,5 ° C más fría que la ropa de algodón.
Primero, los científicos usaron piel simulada hecha de piel de silicona para probar el producto. Cuando colocaron la seda artificial sobre la piel simulada, mantuvo la piel 8 ° C más fría bajo la luz solar directa que la seda natural.
Luego, hicieron una camisa de manga larga con seda artificial y le pidieron a un voluntario que la usara mientras se paraba al sol en un día a 37 ° C. Al analizar imágenes infrarrojas, los investigadores descubrieron que la seda modificada no se calentaba tanto como la seda natural o los textiles de algodón.
Más de un año antes, un equipo de investigadores del Instituto Nacional de Grafeno de la Universidad de Manchester diseñó nuevos textiles inteligentes para ropa adaptable al calor aprovechando la emisividad infrarroja (la capacidad de irradiar energía) del grafeno.
«La capacidad para controlar la radiación térmica es una necesidad clave para varias aplicaciones críticas, como la gestión de la temperatura corporal en climas con temperaturas excesivas. Las mantas térmicas son un ejemplo común utilizado para este propósito. Sin embargo, mantener estas funcionalidades cuando el entorno se calienta o enfría Down ha sido un desafío sobresaliente «, dijo el líder de la investigación, el profesor Coskun Kocabas, en ese momento.
Ropa recolectora de energía
En 2016, investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta crearon una tela que recolecta energía tanto de la luz solar como del movimiento.
Para hacer la tela, el equipo tejió hebras de lana, células solares construidas a partir de fibras poliméricas ligeras con nanogeneradores triboeléctricos basados en fibras que generan una pequeña cantidad de energía eléctrica a partir de movimientos mecánicos como rotación, deslizamiento o vibración.
La tela tiene un grosor de 320 micrómetros y es muy flexible, transpirable y ligera. El equipo prevé que algún día podría integrarse en tiendas de campaña, cortinas o incluso ropa.
Algún día, esta tecnología podría incluso ayudarnos a cargar nuestros teléfonos sobre la marcha.
“El objetivo era cosechar energía de nuestro entorno de vida (…). El objetivo es impulsar la electrónica pequeña ”, dijo Zhong Lin Wang, uno de los nanotecnólogos que autorizaron la investigación.
“Y esta investigación recientemente atrajo mucha atención porque en estos días, la electrónica flexible, la electrónica portátil, se han vuelto muy populares y de moda. Pero cada uno de ellos necesita una fuente de energía», agregó.
Ropa de seguimiento biométrico
Los relojes deportivos no son los únicos dispositivos portátiles que pueden controlar su actividad, frecuencia cardíaca, hábitos de sueño, etc.
También hay ropa deportiva, ropa de trabajo, ropa de dormir e incluso ropa interior que lo hacen a través de sensores.
Vinculada con una aplicación, la ropa interior creada por la galardonada empresa textil inteligente Myant mide los niveles de estrés, el tiempo de inactividad y otras opciones comunes para dispositivos portátiles, así como la ovulación y la fatiga del conductor.
En 2020, los investigadores del MIT también crearon un sensor lavable que monitorea los signos vitales del usuario y tiene el potencial de convertirse en la próxima gran revolución en el campo de la atención médica remota.
Mientras tanto, el centro de investigación Empa en Suiza ha integrado fibras ópticas en textiles inteligentes para controlar la circulación de la piel y evitar úlceras de decúbito en pacientes inmóviles.
Por otro lado, la empresa danesa Edema ApS creó medias lavables modificadas para detectar cambios en el volumen de las piernas, lo que es especialmente útil para pacientes que sufren acumulación de líquido o posibles coágulos de sangre en esa parte del cuerpo.
Como puede ver, hay varias aplicaciones para ropa inteligente, y se espera que muchas otras aparezcan pronto. Y aunque es posible que la ropa elegante aún no sea la corriente principal, algún día puede revolucionar la forma en que nos vestimos, de una forma u otra.
