Los científicos han inventado una tela inteligente que convierte la luz en calor y puede aumentar las temperaturas en más de 54 grados Fahrenheit (30 grados Celsius) después de solo 10 minutos al sol. El nuevo material podría usarse en ropa diseñada para temperaturas muy frías.
Las nanopartículas especializadas que absorben la luz solar y la convierten al calor están integradas dentro del nuevo material, que se describió a fines del año pasado en la revista Compuestos avanzados y materiales híbridos. Al mismo tiempo, los tintes sensibles a la temperatura incorporados a las fibras cambian de color reversible, lo que permite a los usuarios monitorear visualmente las fluctuaciones de temperatura.
Mantener la temperatura corporal
Durante años, los científicos han diseñado calentadores portátiles para ayudar a mantener una temperatura corporal cómoda en ambientes fríos. Dichas telas podrían usarse en equipos de rescate de montaña e incluso ropa de mascotas, pero los diseños existentes generalmente dependen de componentes costosos, como nanomateriales de metal o elementos de calefacción con batería engorrosos.
Para evitar estos problemas, ingeniero químico Yuning li Y su equipo en la Universidad de Waterloo en Canadá miró a los polímeros fototérmicos, que son materiales de plástico que convierten la luz en calor.
Las nanopartículas de los dos polímeros (polianilina (PANI) y polidopamina (PDA)) están integradas dentro de una matriz de fibras de poliuretano termoplástico (PTU), un material ampliamente utilizado para producir ropa impermeable y ropa deportiva. El equipo también incorporó varios colorantes sensibles a la temperatura (termocrómicos) en la mezcla durante el proceso de hilado, produciendo una serie de fibras que cambiaron el color a medida que aumentaba la temperatura del material.
Estas fibras recién hiladas se tejieron fácilmente en la tela y el equipo tejió un pequeño suéter para que un oso de peluche probara las propiedades del material inteligente. El jersey rojo alcanzó un impresionante 128.3 F (53.5 c) después de solo 10 minutos de exposición al sol. A medida que la temperatura subía, las moléculas de colorante rojo cambiaron la estructura química, lo que hace que se volvieran blancas.
«Las nanopartículas incorporadas son altamente eficientes para absorber la luz solar en una variedad de longitudes de onda», dijo Li a Live Science en un correo electrónico. «Cuando la luz solar alcanza estas nanopartículas, absorben la energía y la liberan como calor a través de un proceso llamado conversión fototérmica».
La tela inteligente tiene una textura suave y elástica, que permite que el material se estire hasta cinco veces su tamaño original y retenga sus propiedades de cambio de color y temperatura incluso después de 25 lavados, según el estudio. «Priorizamos la durabilidad, asegurando que la tela pueda soportar el uso repetido y la exposición ambiental mientras mantenemos sus propiedades innovadoras», dijo Li.
El equipo está trabajando para preparar el material para la fabricación comercial, pero aún tienen que realizar más pruebas antes de que pueda obtener un uso generalizado.
«Los próximos pasos para esta investigación se centran en reducir los costos de producción, ampliar el proceso de fabricación y garantizar que las fibras sean seguras para el contacto prolongado de la piel», dijo Li.
