¿Demasiado calor con una chaqueta pero demasiado frío sin ella? Las marcas de ropa deportiva cuentan con tejidos que regulan la temperatura y se adaptan a cada clima con productos ligeros pero cálidos. Aún así, considere una tela que pueda adaptar a sus necesidades de temperatura específicas.
Inspirándose en las propiedades dinámicas de cambio de color de la piel del calamar, investigadores de la Universidad de California en Irvine han desarrollado un método para crear un material regulador del calor que sea transpirable y lavable y que pueda incorporarse a un tejido flexible. Publicaron su prueba de concepto para composites bioinspirados avanzados Bioingeniería APLpor Publicación AIP.
“La piel del calamar es compleja, con múltiples capas que trabajan juntas para controlar la luz y cambiar el color y el patrón general del animal”, dice el autor Alan Gorodetsky. “Algunas capas contienen orgánulos llamados cromatóforos, que cambian la forma en que la piel transmite y refleja la luz visible (en la acción muscular) entre los estados de estiramiento y contracción”.
En lugar de manipular la luz visible, el equipo creó un material compuesto que funciona en el espectro infrarrojo. A medida que las personas se calientan, emiten parte de su calor en forma de radiación infrarroja invisible (así es como funcionan las cámaras térmicas). La ropa que controla estas emisiones y se adapta y está equipada con funciones termorreguladoras puede ajustarse con precisión a la temperatura deseada del usuario. El material consiste en un polímero cubierto con islas de cobre, y al estirarlo se separan las islas y cambia la forma en que transmite y refleja la luz infrarroja. Esta innovación permite controlar la temperatura de una prenda.
En una publicación anterior en APL Bioengineering, el equipo modeló las propiedades infrarrojas adaptativas de su material compuesto. Aquí, se basan en el material para hacerlo lavable, transpirable y lo combinan con el tejido para mejorar su rendimiento.
El equipo colocó una fina película sobre el compuesto para permitir un fácil lavado sin degradación, una consideración práctica para cualquier tipo de tejido. Para que el material compuesto fuera transpirable, el equipo lo perforó creando un agujero. El producto resultante presenta permeabilidad al aire y al vapor de agua similar a la tela de algodón. Luego, el equipo unió el material a una malla para demostrar la facilidad de integración del tejido.
Utilizando espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier, el equipo examinó las propiedades infrarrojas adaptativas del material y utilizó una placa caliente protegida contra el sudor para examinar las propiedades termorreguladoras dinámicas. Incluso con capas de película delgada, perforaciones e integración de tela simultáneas, el rendimiento de gestión del calor de los materiales no se vio afectado.
“Nuestro material compuesto avanzado ahora abre oportunidades para la mayoría de las aplicaciones portátiles, pero puede ser particularmente adecuado para ropa para climas fríos, como chaquetas de esquí, calcetines térmicos, guantes aislantes y gorros de invierno”, dice Gorodetsky.
Además de las posibles aplicaciones del tejido, el proceso de fabricación que utilizó el equipo para desarrollarlo también está lleno de potencial.
“Las técnicas utilizadas para enriquecer nuestros materiales con transpirabilidad, lavabilidad y compatibilidad con las telas se pueden trasladar a una variedad de otros sistemas portátiles, como la bioelectrónica lavable, los textiles electrónicos elásticos y los materiales triboeléctricos que recolectan energía”, dijo Gorodetsky.