La seda que convierte la ropa en un cargador
Recubrir un hilo de seda común y corriente con un material plástico conductor parece una apuesta prometedora para convertir la ropa en estaciones de carga.
Por Enrique Coperías
Un grupo de investigación de Suecia ha creado un hilo de seda especial capaz de convertir la ropa en generadora de electricidad. Aquí, se cose un botón con el nuevo hilo. Cortesía: Chalmers University of Technology | Hanna Magnusson
Imagínate un jersey que alimente aparatos electrónicos para vigilar su salud o cargar tu teléfono móvil mientras corre. Este desarrollo se enfrenta a enormes retos, debido a la falta de materiales que conduzcan la electricidad de forma estable y que, a la vez, sean adecuados para los tejidos.
Ahora, un grupo de investigación dirigido por la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, presenta un hilo de seda normal que ha sido recubierto con un material plástico conductor para así convertir los tejidos en generadores de electricidad.
Los llamados tejidos termoeléctricos convierten las diferencias de temperatura, por ejemplo, entre nuestro cuerpo y el aire que nos rodea, en un potencial eléctrico. Esta tecnología puede ser de gran utilidad en nuestra vida cotidiana y, en general, para la sociedad. Conectados a un sensor, los textiles pueden alimentar estos dispositivos sin necesidad de pilas. Estos sensores pueden utilizarse para controlar nuestros movimientos o registrar los latidos del corazón.
Seguridad y flexibilidad
Dado que los tejidos deben llevarse pegados al cuerpo, los materiales utilizados han de cumplir altos requisitos de seguridad y flexibilidad. El hilo de seda que probaron los investigadores está recubierto de un polímero conductor. Se trata de un material plástico con una estructura química que hace que el material sea conductor de la electricidad y a la vez se adapte bien a los tejidos.
«Los polímeros que utilizamos son flexibles, ligeros y fáciles de usar, tanto en forma líquida como sólida. Además, no son tóxicos», dice Mariavittoria Craighero, estudiante de doctorado en el Departamento de Química e Ingeniería Química de la Universidad Tecnológica de Chalmers, y primera autora de un estudio publicado recientemente en la revista Advanced Science.
El método utilizado para fabricar el hilo conductor de la electricidad es el mismo que el empleado en estudios anteriores dentro del mismo proyecto de investigación. Anteriormente, el hilo contenía metales para mantener su estabilidad en contacto con el aire. Desde entonces, se han hecho avances para fabricar el hilo únicamente con polímeros orgánicos—en concreto, a base de carbono—.
En el estudio actual, los investigadores han desarrollado un nuevo tipo de hilo con mayor conductividad eléctrica y estabilidad.
Un investigador cose un botón con el nuevo hilo recubierto de un polímero conductor de la electricidad. Cortesía: Chalmers University of Technology | Hanna Magnusson
«Hemos encontrado la pieza que faltaba en el rompecabezas para fabricar un hilo óptimo: un tipo de polímero que se había descubierto recientemente. Tiene una excelente estabilidad de funcionamiento en contacto con el aire y, al mismo tiempo, una muy buena capacidad para conducir la electricidad. Al utilizar polímeros, no necesitamos metales de tierras raras, habituales en electrónica», explica Craighero.
Para demostrar cómo puede utilizarse en la práctica el nuevo hilo, los investigadores fabricaron dos generadores termoeléctricos: un botón cosido con el hilo y un trozo de tejido cosido con este hilo especial. Cuando colocaron los textiles termoeléctricos entre una superficie caliente y otra fría, pudieron observar cómo aumentaba el voltaje en el instrumento de medición.
Se puede lavar a máquina
El efecto dependía de la diferencia de temperatura y de la cantidad de material conductor del tejido. Por ejemplo, el trozo de tejido más grande mostraba unos 6 milivoltios a una diferencia de temperatura de 30 ºC. En combinación con un convertidor de voltaje, en teoría podría utilizarse para cargar aparatos electrónicos portátiles a través de un conector USB. Los investigadores también han podido demostrar que el hilo mantiene sus prestaciones durante al menos un año. Además, se puede lavar a máquina.
«Después de siete lavados, el hilo conservaba dos tercios de sus propiedades conductoras. Es un resultado muy bueno, aunque hay que mejorarlo mucho antes de que resulte comercialmente interesante», afirma Craighero.
Bobina del polímero con el que se fabrica la seda que convierte los tejidos en cargadores. Cortesía: Chalmers University of Technology | Hanna Magnusson
En la actualidad, el tejido y el botón termoeléctricos no pueden fabricarse de forma eficiente fuera del entorno de laboratorio. El material debe fabricarse y coserse a mano, lo que lleva mucho tiempo. Solo coserlo en la tela usada en el ensayo requirió cuatro días de costura. Pero los investigadores consideran que el nuevo hilo tiene un gran potencial y que sería posible desarrollar un proceso automatizado y ampliarlo.
«Ahora hemos demostrado que es posible producir materiales orgánicos conductores capaces de cumplir las funciones y propiedades que requieren estos tejidos. Es un importante paso adelante. Los textiles termoeléctricos ofrecen oportunidades fantásticas y esta investigación puede ser muy beneficiosa para la sociedad», afirma Christian Müller, catedrático del Departamento de Química e Ingeniería Química de la Universidad Tecnológica de Chalmers e investigador principal del estudio. ▪️
Información facilitada por la Universidad Tecnológica de Chalmers
Fuente: Mariavittoria Craighero et al. Poly (benzodifurandione) Coated Silk Yarn for Thermoelectric Textiles. Advanced Science (2024). DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202406770
