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Lunes, 28 noviembre 2016
Ingeniería

Fibras funcionales con aplicación en sensores

La utilización de herramientas micro y nanotecnológicas ha hecho posible la incorporación de funcionalidades específicas a las fibras como repelencia a insectos, actividad antimicrobiana para uso médico o detección de pequeños movimientos con múltiples aplicaciones y usos.

 

¿Pero cómo es posible obtener fibras funcionales? El proceso de electrospinning permite, mediante el uso de un campo eléctrico, crear electro fibras con diámetros 15 veces más delgados que el grosor de un pelo. “Con esta tecnología se obtienen filamentos muy finos. Para lograrlo, se prepara una solución polimérica con el agregado de nanopartículas y se le aplica un campo eléctrico. Luego, las nanofibras funcionalizadas con las nanopartículas se depositan en un colector”, precisa Fabricio Molinari de INTI-Textiles.

 

“Las nanofibras depositadas son como un plato de fideos al cual se le añade una determinada partícula que, siguiendo la analogía, vendría a ser como las albóndigas. La funcionalidad que tiene la fibra depende de cómo acomodemos las albóndigas dentro del plato y también de su tamaño. Esto es así porque en la escala nanométrica las propiedades de los materiales cambian”, explica el profesional de INTI-Textiles.

 

Sensar la deformación de un sustrato flexible puede ser de gran utilidad a la hora de medir movimientos casi imperceptibles como los que generan el pulso cardíaco o una onda sonora. Ese es el desafío del grupo interdisciplinario de investigación que integran profesionales del laboratorio de Desarrollo Sectorial de INTI-Textiles y del Centro de Micro y Nanoelectrónica del Bicentenario del Instituto. Mediante un proceso denominado electrospinning o electro hilatura los tecnólogos obtuvieron un prototipo de sensor que mide pequeñas deformaciones, que a futuro podría ser empleado para desarrollar sensores de sonido o de pulso.

 

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El proceso de electro hilado permitió a los tecnólogos de INTI-Textiles crear fibras semiconductoras con diámetros 15 veces más delgados que el grosor de un cabello. (Foto: INTImedios)

 

“Poder determinar con exactitud niveles de presión sonora es importante para evaluar la cantidad de decibeles a los que está expuesta una persona en un ámbito laboral. Al utilizar nanotecnología apuntamos a lograr la construcción de sensores con mejores rendimientos”, comenta Molinari.

 

El prototipo está en una etapa de evaluación para lograr un sensor lo suficientemente sensible como para detectar una onda sonora, un pulso cardíaco o pequeños movimientos del cuerpo en pacientes con problemas motrices (en este último caso, esa información permite realizar modelados sobre la respuesta del cuerpo en determinadas situaciones).

 

El desarrollo de este primer prototipo de sensor se obtuvo a partir de la impresión de un circuito de plata sobre un sustrato flexible con impresión inkjet que fue cerrado con fibras semiconductoras hechas por electro hilado . Las nanofibras que contienen nanotubos de carbono son semiconductoras y piezoresistivas, es decir, cambian su resistencia cuando son sometidas a una tensión de deformación. Estas propiedades son las que permiten medir deformaciones o estiramientos.

 

La técnica de electrospinning es muy versátil y tiene potenciales aplicaciones en diversas áreas como la medicina o microelectrónica. “Una nueva línea de investigación son los textiles aplicados a indumentaria de protección que impiden o retardan el paso del calor, para los que utilizaremos arcillas autóctonas que serán incorporadas al polímero. Las posibilidades son muchas y el campo de investigación está abierto a nuevos proyectos que estamos comenzando”, anticipa Molinari. (Fuente: INTI Comunicación – Carmen Canteros)

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