Los científicos han inventado un tejido inteligente que convierte la luz en calor y puede elevar la temperatura en más de 30°C después de sólo 10 minutos de exposición al sol. El nuevo material podría utilizarse en prendas diseñadas para temperaturas muy frías.
El nuevo material, que se describió a finales del año pasado en la revista Advanced Composites and Hybrid Materials, incorpora nanopartículas especializadas que absorben la luz solar y la convierten en calor. Al mismo tiempo, los tintes sensibles a la temperatura incorporados en las fibras cambian de color de forma reversible, lo que permite a los usuarios controlar visualmente las fluctuaciones de temperatura.
Mantenimiento de la temperatura corporal
Durante años, los científicos han diseñado calentadores portátiles para ayudar a mantener una temperatura corporal agradable en entornos fríos. Estos tejidos podrían utilizarse en equipos de rescate en montaña e incluso en ropa para mascotas, pero los diseños existentes suelen depender de componentes caros, como nanomateriales metálicos o engorrosos elementos calefactores alimentados por batería. Para solucionar estos problemas, el ingeniero químico Yuning Li y su equipo de la Universidad de Waterloo en Canadá buscaron polímeros fototérmicos, que son materiales similares al plástico que convierten la luz en calor.
Las nanopartículas de los dos polímeros —polianilina (PANI) y polidopamina (PDA)— están incrustadas dentro de una matriz de fibras de poliuretano termoplástico (PTU), un material ampliamente utilizado para producir ropa impermeable y ropa deportiva. El equipo también incorporó varios tintes termocrómicos (sensibles a la temperatura) a la mezcla durante el proceso de hilado, produciendo una serie de fibras que cambiaban de color a medida que aumentaba la temperatura del material.
Estas fibras recién hiladas se tejieron fácilmente en tela y el equipo tejió un pequeño suéter para un osito de peluche para probar las propiedades del material inteligente. El suéter rojo alcanzó una impresionante temperatura de 53,5°C después de solo 10 minutos de exposición al sol. A medida que la temperatura subía, las moléculas del tinte rojo cambiaban de estructura química, lo que hacía que se volvieran blancas.
“Las nanopartículas incorporadas son muy eficientes para absorber la luz solar en una variedad de longitudes de onda”, dijo Li a Live Science en un correo electrónico. “Cuando la luz solar llega a estas nanopartículas, absorben la energía y la liberan como calor a través de un proceso llamado conversión fototérmica”.
Según el estudio, la tela inteligente tiene una textura suave y elástica que permite que el material se estire hasta cinco veces su tamaño original y conserve sus propiedades de cambio de color y temperatura incluso después de 25 lavados. “Priorizamos la durabilidad, asegurándonos de que la tela pudiera soportar el uso repetido y la exposición ambiental, manteniendo al mismo tiempo sus propiedades innovadoras”, dijo Li.
El equipo está trabajando para preparar el material para la fabricación comercial, pero aún tienen que hacer más pruebas antes de que pueda obtener un uso generalizado.
“Los próximos pasos de esta investigación se centran en reducir los costos de producción, ampliar el proceso de fabricación y garantizar que las fibras sean seguras para el contacto prolongado con la piel”, dijo Li.
Fuente: Live Science.
