Investigadores de la Universidad de Rice han cosido fibras de nanotubos en ropa deportiva, convirtiendo una camiseta normal, convirtiéndola en un monitor cardíaco capaz de tomar un electrocardiograma (ECG) continuo del usuario. La camiseta es lavable y resistente.
Muévete, reloj inteligente – vamos, ropa inteligente
La idea de incorporar dispositivos electrónicos inteligentes en la ropa que se puede llevar no es nueva; la tecnología portátil está preparada para convertirse en una industria de 70.000 millones de dólares en 2025. La tecnología todavía está en su infancia, pero parece estar dando grandes pasos. En un nuevo estudio dirigido por la estudiante graduada de Rice Lauren Taylor, los investigadores presentaron una camiseta que puede monitorear la actividad cardíaca con una precisión comparable a la de un equipo especializado.
“La camisa tiene que estar ceñida al pecho”, dijo Taylor. Es por eso que el equipo usó ropa deportiva más ajustada alrededor del cuerpo. “En estudios futuros, nos centraremos en el uso de parches más densos de hilos de nanotubos de carbono para que haya más superficie de contacto con la piel”.
El trabajo se basa en nanotubos de carbono desarrollados por primera vez en la Universidad de Rice en 2013, y se desarrolló constantemente desde entonces. Resistentes, flexibles y conductores, estos nanotubos consisten en decenas de miles de millones de nanotubos de carbono. Sin embargo, debido a que las fibras originales son tan delgadas, no puede simplemente tejerlas en la ropa. Entonces, en cambio, usaron un dispositivo de fabricación de cuerdas para unir los filamentos. Estos paquetes se tejieron luego en un grosor del tamaño de un hilo que finalmente fue lo suficientemente grueso como para usarse en ropa. El producto final es lavable, suave como el resto de la camisa y todo el proceso se puede escalar.
“Trabajamos con alguien que vende pequeñas máquinas diseñadas para hacer cuerdas para modelos de barcos”, dijo Taylor, quien al principio intentó tejer el hilo a mano, con un éxito limitado. “Pudo hacernos un dispositivo de mediana escala que hace lo mismo”.
Al final, los investigadores desarrollaron un patrón de costura en zigzag que permite que la tela se estire sin romperse. Se produjeron dos tipos de camisetas: una con dos hilos que actuaba como pulsómetro y otra con cinco hilos que actuaba como máquina de ECG. Luego, los hilos conductores se conectaron a un transmisor Bluetooth, usando los broches en el cuello; los hilos actuaron básicamente como electrodos. Esto estaba conectado a un monitor de frecuencia cardíaca comercial, y uno de los autores del estudio usó la camiseta, corriendo y caminando periódicamente para variar su frecuencia cardíaca. Al mismo tiempo, un equipo aprobado por la FDA registró ECG de la camiseta y los datos se compararon con los datos obtenidos al mismo tiempo, utilizando equipos comerciales. Los datos se enviaron a tres cardiólogos para su evaluación.
“En conclusión, los hilos de nanotubos de carbono son ideales para textiles portátiles; es suave y flexible, se puede lavar a máquina y se integra fácilmente en prendas de vestir o textiles, como hilo estándar. Su conductividad eléctrica está a la par de los metales, pero tiene una mejor resistencia química, puede soportar una mayor fatiga por flexión y tiene una mayor resistencia a la tracción”, señalan los autores del estudio.
La tecnología abre una serie de vías diferentes en la ropa inteligente y los sistemas de control de la salud, dice Taylor a ZME Science.
“Los nanotubos de carbono se pueden utilizar para conectar componentes blandos y sensores con componentes electrónicos tradicionales, lo que los convierte en un componente clave para el desarrollo de circuitos totalmente textiles. Las tecnologías derivadas, como antenas, diodos emisores de luz o fibras semiconductoras, se pueden coser de manera similar en textiles. Además, modificaciones menores a la geometría y la microelectrónica CNTT podrían permitir otras aplicaciones de monitoreo de la salud, incluidas la presión arterial, el esfuerzo de fuerza y las capacidades de detección de frecuencia respiratoria”, explica.
Los resultados también demuestran una serie de posibilidades para la electrónica basada en textiles. Podrían usarse en uniformes militares como monitoreo de signos vitales o protección balística, con ingeniería mínima.
“La combinación única de capacidad de costura, durabilidad y funcionalidad demostrada en este trabajo representa un gran paso adelante hacia los textiles electrónicos verdaderamente portátiles”, concluye Taylor.
El estudio ha sido publicado en Nano Letters.
Fuente: ZME Science.
