As persoas friorentas están de celebración. Un grupo de científicos da Universidade Waterloo de Canadá inventaron un tecido intelixente que converte a luz en calor e pode elevar a temperatura en máis de 30 graos tras só 10 minutos de exposición ao sol. O novo material podería utilizarse en pezas deseñadas para temperaturas moi frías.
O novo material, que se describiu a finais do ano pasado na revista Advanced Composites and Hybrid Materials, incorpora nanopartículas especializadas que absorben a luz solar e a converten en calor. Ao mesmo tempo, as tinguiduras termosensibles incorporadas ás fibras cambian de cor de forma reversible, o que permite aos usuarios controlar de xeito visual as flutuacións de temperatura.
Manter a temperatura corporal
Durante anos, os científicos deseñaron quentadores portátiles para axudar a manter unha temperatura corporal agradable en ambientes fríos. Estes tecidos poderían utilizarse en equipos de rescate en montaña e mesmo en roupa para mascotas, pero os deseños existentes adoitan depender de compoñentes custosos, como nanomateriais metálicos ou elementos calefactores molestos que funcionan con baterías.
Para solucionar estes problemas, o enxeñeiro químico Yuning Li e o seu equipo da Universidade de Waterloo en Canadá recorreron a polímeros fototérmicos, que son materiais similares ao plástico que converten a luz en calor.
As nanopartículas dos dous polímeros —polianilina (PANI) e polidopamina (PDA)— están incrustadas dentro dunha matriz de fibras de poliuretano termoplástico (PTU), un material amplamente utilizado para producir roupa impermeable e roupa deportiva. O equipo tamén incorporou varias tinguiduras termocrómicas á mestura durante o proceso de fiado, producindo unha serie de fibras que cambiaban de cor a medida que aumentaba a temperatura do material.
Estas fibras tecéronse rapidamente para formar tea e o equipo creou un pequeno xersei para un oso de peluche para probar as propiedades do material intelixente. A peza vermella alcanzou unha impresionante temperatura de 53,5 °C graos despois de só 10 minutos de exposición ao sol. A medida que a temperatura subía, as moléculas da tinguidura vermella cambiaban a súa estrutura química, o que facía que se volvesen brancas.
Enerxía liberada en forma de calor
“As nanopartículas incorporadas son moi eficientes á hora de absorber a luz solar nunha ampla gama de lonxitudes de onda”, explicou Li a Live Science. “Cando a luz solar chega a estas nanopartículas, absorben a enerxía e libérana en forma de calor a través dun proceso chamado conversión fototérmica”.
Segundo o estudo, a tea intelixente ten unha textura suave e elástica que permite que o material se estire ata cinco veces o seu tamaño orixinal e conserve as súas propiedades de cambio de cor e temperatura mesmo despois de 25 lavados. “Priorizamos a duración, asegurándonos de que a tea puidese soportar o uso repetido e a exposición ambiental, mantendo ao mesmo tempo as súas propiedades innovadoras”, dixo Li.
O equipo está a traballar para preparar o material para a fabricación comercial, pero aínda teñen que realizar máis probas antes de que poida usarse amplamente. “Os próximos pasos desta investigación céntranse en reducir os custos de produción, ampliar o proceso de fabricación e garantir que as fibras sexan seguras para o contacto prolongado coa pel“, afirmou Li.
Referencia: Color tunable photo-thermochromic elastic fiber for flexible wearable heater (Publicado en Advanced Composites and Hybrid Materials)
