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All-organic devices in textiles for wearable electronics

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Dispositivos electrónicos imperceptibles para impulsar los textiles inteligentes

Llevamos ya cierto tiempo oyendo hablar de textiles inteligentes, pero todavía no han llegado a los mercados generales. El consorcio E-TEX se creó basándose en la convicción de que esta recepción poco entusiasta del público se debió a la falta de soluciones imperceptibles. Su intención es solucionar este problema integrando directamente en las telas dispositivos electrónicos basados en el grafeno.

Tecnologías industriales

«La electrónica integrada imperceptiblemente en la tela constituye la forma más avanzada de textiles inteligentes». Fue esta creencia la que condujo a Monica Craciun, profesora de Nanociencia y Nanotecnología en la Universidad de Exeter, a impulsar la puesta en marcha del proyecto E-TEX (All-organic devices in textiles for wearable electronics) en 2016. En su opinión, el éxito en el mercado depende de que se puedan obtener telas suaves, seguras, bonitas, cómodas y coloridas que incluyan, de manera discreta y sutil, una amplia gama de funcionalidades adicionales. Esa oferta «inteligente» podría ganarse fácilmente un lugar destacado en mercados como el de la ropa, la ropa de casa, los textiles para automóviles, los dispositivos médicos y muchos otros. Sin embargo, en la actualidad el crecimiento del mercado de los textiles inteligentes está limitado por el uso de dispositivos rígidos o de dispositivos flexibles pero con bajo rendimiento. Tal como indica la profesora Craciun: «todas estas tecnologías se basan en componentes adheridos a la tela, lo cual impide que se obtenga la tecnología mecánicamente flexible y de bajo peso necesaria para conservar las propiedades de los textiles que queremos y que estamos habituados a usar». La solución podría obtenerse mediante los revolucionarios progresos realizados con materiales de grosor atómico, en particular el grafeno. Su flexibilidad, alta conductividad eléctrica, transparencia óptica, estabilidad térmica y facilidad de procesamiento en diferentes estructuras lo convierten, sin duda, en un candidato excelente para una nueva generación de textiles inteligentes. «Nos hemos lanzado a explorar el territorio virgen de los textiles inteligentes mediante el entrelazado de fibras electrónicas habilitadas por grafeno», explica la profesora Craciun. «Decidimos centrarnos en dos tipos de fibras electrónicas: sensores táctiles capacitivos y dispositivos emisores de luz. Con nuestras soluciones, podría añadirse a la ropa un visualizador de información que cambiase de color para transmitir una alerta de seguridad o una alerta médica cuando niños o personas mayores necesiten asistencia. Otros visualizadores más complejos combinados con tecnologías de la comunicación podrían dar lugar a GPS, teléfonos y monitores textiles que muestren y regulen el uso de implantes farmacológicos. Incluso podríamos adentrarnos en aplicaciones en el ámbito de la seguridad o de la recolección de energía». Para que exista un contacto firme y conforme entre los dispositivos y los textiles, los primeros deben doblarse y estirarse en función de los movimientos. Con su capa de carbono de grosor atómico, el grafeno puede cumplir tal requisito; además, su biocompatibilidad también facilita su aplicación en textiles inteligentes. Grafeno fusionado con fibras de PP Aunque todavía no se han finalizado, E-TEX ha logrado desarrollar fibras electrónicas con dispositivos funcionales basados en el grafeno, fabricados directamente sobre fibras textiles de polipropileno (PP). El uso de fibras de PP en textiles se está generalizado en aplicaciones en el ámbito sanitario, de la seguridad y de la defensa o incluso en telas y prendas de uso cotidiano. Esto se debe a su ligereza, baja conductividad térmica y alta resistencia a las manchas, así como a su extrema flexibilidad mecánica a baja temperatura y su resistencia a las bacterias. Todo ello a la vez que son reciclables y respetuosas con el medio ambiente. Para conservar las características de las fibras de PP, el equipo desarrolló un método para lograr que las de tipo aislante fuesen conductoras, revistiéndolas de grafeno con un grosor atómico. Además, creó un proceso de fabricación no invasivo para la elaboración de funciones electrónicas en fibras de PP que es compatible con los procesos industriales. «Hemos obtenido fibras electrónicas de grafeno con funcionalidades de detección táctil y luminiscentes. Al crear estructuras tejidas mediante tales fibras, podemos mostrar píxeles de diferentes tamaños que se pueden integrar en futuros visualizadores textiles y dispositivos para mediciones sensibles a la posición», explica con entusiasmo la profesora Craciun. Este gran avance ya ha captado el interés de la industria. CenTexBel, el centro técnico y científico de la industria textil belga, ve «potencial para una tecnología rompedora con una amplia gama de nuevas aplicaciones posibles». Hasta entonces, el equipo se centrará en demostrar la eficacia de otros tipos de dispositivos electrónicos integrados en textiles, en particular micrófonos y auriculares pequeños y discretos a base de dispositivos electrónicos de grafeno para generar ondas de sonido.

Palabras clave

E-TEX, textiles inteligentes, grafeno, telas, imperceptible, sensores táctiles, luminiscente, fibra de PP

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