Un nuevo material inteligente desarrollado por investigadores de la Universidad de Waterloo (Canadá) puede activarse tanto con calor como con electricidad, lo que lo convierte en el primero que responde a dos estímulos diferentes. Su diseño único abre el camino a una gran variedad de aplicaciones potenciales, desde ropa que se calienta al caminar hasta parachoques de vehículos que recuperan su forma original tras una colisión.

Fabricado a bajo costo a partir de fibras de nanocompuestos de polímeros plásticos reciclados, el tejido programable puede cambiar de color y forma cuando se le aplican estímulos.

“La programabilidad del tejido procede del diseño a macroescala, como el patrón de tejido. Este enfoque, al que llamamos “diseño de materiales multiescala”, es una poderosa herramienta para dar forma al futuro”, explica a Metro el Dr. Milad Kamkar, profesor de ingeniería química en Waterloo y autor de la investigación.

El novedoso diseño del tejido es producto de la unión de materiales blandos y duros, con una combinación de compuestos poliméricos de alta ingeniería y acero inoxidable en una estructura tejida.

Los investigadores crearon un dispositivo similar a un telar tradicional para tejer el tejido inteligente. El proceso resultante es extremadamente versátil, ya que permite libertad de diseño y control a macroescala de las propiedades del tejido.

“Gracias a su capacidad para percibir estímulos ambientales como la temperatura y reaccionar ante ellos, se trata de una prueba de concepto de que nuestro nuevo material puede interactuar con el medio ambiente para vigilar los ecosistemas sin dañarlos”.

—  Dr. Milad Kamkar, profesor de ingeniería química de la Universidad de Waterloo.

El tejido también puede activarse con un voltaje de electricidad más bajo que los sistemas anteriores, lo que lo hace más eficiente energéticamente y rentable. Además, el menor voltaje permite integrarlo en dispositivos más pequeños y portátiles, lo que lo hace ideal para su uso en dispositivos biomédicos y sensores ambientales.

Según los investigadores, su próximo paso es mejorar las prestaciones de memoria de forma del tejido para aplicaciones en robótica. Su objetivo es construir un robot capaz de transportar y transferir peso con eficacia para realizar tareas.

“Como material para vestir por sí solo, tiene un potencial casi infinito en inteligencia artificial, robótica y juegos y experiencias de realidad virtual”, concluye Kamkar.

Ve cómo funciona el tejido inteligente:

¿Qué aplicaciones puede tener este nuevo material?

Milad Kamkar lo explica:

- En tejidos que se mueven solos, pantallas textiles, tejidos que regulan la temperatura y cortinas inteligentes que se adaptan al calor.

- En el sector de la moda, imagina una falda floreada que puedas levantar, abrir o cerrar, o que cambie de color al instante. O un sujetador cuya talla o forma puedas controlar.

- Las aplicaciones avanzadas incluyen aplicaciones biomédicas, como ropa inteligente que puede cambiar las dimensiones u orientaciones de partes del tejido, lo que permite aplicar diferentes presiones al cuerpo humano, algo sumamente útil desde el deporte hasta el cuidado de heridas. También podemos abrir o cerrar zonas para ajustar la permeabilidad al aire y al agua.

- La característica más importante de este tejido es su programabilidad local, que nos permite aumentar localmente la temperatura de una parte específica del cuerpo. Esto es muy importante en los productos para el cuidado de heridas.

-En los próximos años, espero ver aplicaciones en wearables inteligentes, robótica blanda, aeroespacial, ¡y mucho más!

Entrevista

Dr. Milad Kamkar profesor de ingeniería química de la Universidad de Waterloo

P: ¿Qué le llevó a desarrollar este material?

- Como seguimos asistiendo a rápidos avances tecnológicos en diversos campos, hemos diseñado un nuevo tipo de textil inteligente capaz de responder a diferentes estímulos. Esta innovación ha hecho que el textil sea más inteligente y funcional que los textiles inteligentes existentes. Nos entusiasma contribuir al progreso de este campo con nuestra tecnología punta.

P: ¿Cómo funciona?

- Este tejido es capaz de reaccionar a diversos desencadenantes, como cambios de temperatura o exposición a un campo eléctrico. Basta con ajustar la temperatura o conectarlo a una fuente de energía, por ejemplo una batería, para que cambie de forma y color, lo que demuestra su adaptabilidad y versatilidad. También se puede controlar su color o temperatura ajustando el voltaje aplicado.

P: ¿De qué está hecho este tejido?

- Está compuesto por fibras de polímero de ingeniería e hilo de acero. Las fibras se produjeron mediante una técnica de hilado en fusión y, después, el tejido se creó con un sencillo método de tejido.

P: ¿Cómo consiguieron que respondiera a dos estímulos diferentes?

- Gracias a la ingeniería de las características de nuestro material a todas las escalas, desde la nanoescala hasta la macroescala, hemos conseguido una versatilidad extrema. Por ejemplo, las propiedades de cambio de forma se originan en el ajuste fino de la cristalinidad a escala nanométrica de las fibras poliméricas, mientras que el cambio de color se logró mediante la incorporación de microcápsulas inteligentes. La programabilidad del tejido procede del diseño a macroescala, como el patrón de tejido. Este enfoque, que denominamos “diseño de materiales multiescala”, es una poderosa herramienta para dar forma al futuro.