Telas inteligentes de grafeno desarrolladas para ropa que se adaptará al calor

Una nueva investigación sobre el grafeno, un material bidimensional (2D), ha permitido a los investigadores crear ropa inteligente y adaptable que puede reducir la temperatura corporal del usuario en climas cálidos.

En efecto, un equipo de científicos del Instituto Nacional del Grafeno de la Universidad de Manchester ha creado un prototipo de prenda para demostrar el control dinámico de la radiación térmica dentro de una pieza de ropa utilizando las notables propiedades térmicas y la flexibilidad del grafeno. El desarrollo también abre la puerta a nuevas aplicaciones como, por ejemplo, pantallas interactivas de infrarrojos y comunicaciones infrarrojas desde tejidos.

El cuerpo humano irradia energía en forma de ondas electromagnéticas en el espectro infrarrojo (algo conocido como radiación de cuerpo negro). En un clima cálido es conveniente aprovechar toda la extensión de la radiación infrarroja para reducir en lo posible la temperatura corporal, usando para ello telas transparentes al infrarrojo. Al contrario, las cubiertas capaces de bloquear los infrarrojos son ideales para minimizar la pérdida de energía del cuerpo. Las mantas de emergencia son un ejemplo común utilizado para tratar casos extremos de fluctuación de la temperatura corporal.

El equipo de científicos demostró la transición dinámica entre dos estados opuestos ajustando eléctricamente la emisividad infrarroja (la capacidad de irradiar energía) de las capas de grafeno integradas en tejidos.

El grafeno, de un solo átomo de espesor, fue aislado y explorado por primera vez en 2004 en la Universidad de Manchester. Sus usos potenciales son vastos y su investigación ya ha dado lugar a saltos en productos comerciales como baterías, teléfonos móviles, artículos deportivos y automóviles.

La nueva investigación, publicada en la revista Nano Letters, demuestra que la tecnología textil óptica inteligente desarrollada puede cambiar su visibilidad térmica. La tecnología utiliza capas de grafeno para controlar la radiación térmica de las superficies textiles.

Materiales inteligentes térmicos con grafeno gestionan la temperatura corporal. (Foto: University of Manchester)

El profesor Coskun Kocabas, que dirigió la investigación, dijo: "La capacidad de controlar la radiación térmica es una necesidad clave para varias aplicaciones críticas, como la gestión de la temperatura del cuerpo en climas de temperatura excesiva. Las mantas térmicas son un ejemplo común utilizado para este propósito. Sin embargo, mantener estas funcionalidades a medida que el entorno se calienta o se enfría ha sido un desafío notable".

Y añadió: "La demostración satisfactoria de la modulación de las propiedades ópticas en diferentes formas de tejido puede equilibrar el uso ubicuo de las arquitecturas fibrosas y permitir la adopción de nuevas tecnologías que operen en el infrarrojo y otras regiones del espectro electromagnético para aplicaciones como las pantallas textiles, las comunicaciones, los trajes espaciales adaptables y la moda".

Este estudio se basó en una investigación anterior del mismo grupo que utilizaba grafeno para crear un camuflaje térmico que engañaría a las cámaras de infrarrojos. La nueva investigación también puede integrarse en los materiales textiles de fabricación en masa existentes, como el algodón. Para demostrarlo, el equipo desarrolló un prototipo de producto dentro de una camiseta que permite al usuario proyectar mensajes codificados invisibles a simple vista pero legibles por las cámaras de infrarrojos.

"Creemos que nuestros resultados muestran oportunamente la posibilidad de convertir las excepcionales propiedades ópticas del grafeno en novedosas tecnologías. Las capacidades demostradas no se pueden lograr con materiales convencionales. El siguiente paso en esta área de investigación es abordar la necesidad de una gestión térmica dinámica de los satélites de órbita terrestre. Los satélites en órbita experimentan excesos de temperatura, cuando miran al Sol, y se congelan a la sombra de la Tierra. Nuestra tecnología podría permitir la gestión térmica dinámica de los satélites mediante el control de la radiación térmica y la regulación de la temperatura del satélite en función de la demanda", dijo Kocabas. (Fuente: NCYT Amazings)