Investigadores de la Universidad de Maryland (Estados Unidos) han creado un tejido que puede regular automáticamente la cantidad de calor que lo atraviesa según las condiciones ambientales.
El punto de mira para el desarrollo de esta de esta nueva tecnología es la radiación infrarroja, una de las principales formas en que el cuerpo libera calor.
Si las condiciones son cálidas y húmedas, como en un día caluroso de verano en el que tenderíamos a sudar, la tela permite que pase la radiación infrarroja. Cuando las condiciones se vuelven más frías y secas, el tejido reduce el calor que se escapa.
Hasta ahora, la innovación en los tejidos ha venido de la mano de propiedades térmicas de alta tecnología que mantienen fríos a los corredores de maratón, y el calor corporal de los excursionistas alpinos. Sin embargo, esta es la primera vez que se crea un material capaz de cambiar sus propiedades de aislamiento en respuesta al ambiente.
"Esta es la primera tecnología que nos permite controlar dinámicamente la radiación infrarroja", explica en un comunicado YuHuang Wang, profesor de química y bioquímica de la Universidad de Maryland.
Activación automática
Los investigadores crearon el tejido a partir de unas hebras de hilo que, en condiciones de calor y humedad, se compactan y activan su recubrimiento especial, lo que cambia la forma en que el tejido interactúa con la radiación infrarroja para conservar el calor corporal. La "activación" de la radiación infrarroja actúa como una persiana ajustable para transmitir o bloquear el calor.
El hilo principal de este nuevo textil está creado con fibras hechas de dos materiales sintéticos diferentes. Uno de ellos absorbe agua y, el otro, lo repele.
Las hebras están recubiertas con nanotubos de carbono, una clase especial de metal conductor ligero, a base de carbono. Debido a que los materiales en las fibras resisten y absorben el agua, las fibras se deforman cuando se exponen a la humedad, como la que rodea a un cuerpo sudoroso.
Esa distorsión acerca las hebras del hilo, con dos consecuencias. La primera es la apertura de los poros de la tela, con un pequeño efecto de enfriamiento al permitir que el calor escape. El segundo efecto, y más importante, es la modificación del acoplamiento electromagnético entre los nanotubos de carbono en el recubrimiento.
"Se puede pensar en este efecto de acoplamiento como la flexión de una antena de radio para cambiar la longitud de onda o la frecuencia con la que resuena", explica Wang. "Es una forma muy simplificada de pensarlo, pero podemos imaginarnos acercando dos antenas para regular el tipo de onda electromagnética que captan. Cuando las fibras se acercan, la radiación con la que interactúan cambia. En la ropa, eso significa que la tela interactúa con el calor que irradia el cuerpo humano".
Dependiendo del ajuste, la tela bloquea la radiación infrarroja o permite que pase. La reacción es casi instantánea, por lo que, antes de que la gente se dé cuenta de que se está calentando, la prenda ya podría estar enfriándolos. Por otro lado, cuando un cuerpo se enfría, el mecanismo de cierre dinámico funciona a la inversa para atrapar el calor.
Regulando nuestro calor
“El cuerpo humano es un radiador perfecto. Emite calor rápidamente”, señala Min Ouyang, profesor de física en la Universidad de Maryland. “A lo largo de la historia, la única manera de regular el radiador ha sido quitarse o ponerse la ropa. Pero este tejido es un verdadero regulador bidireccional".
"Este trabajo pionero proporciona una nueva y emocionante característica intercambiable para ropa cómoda y ajustable", apunta Ray Baughman, profesor de química en la Universidad de Texas. “Se sabía que los textiles aumentan la porosidad en respuesta al sudor o al aumento de la temperatura, así como los textiles que transmiten la radiación infrarroja asociada con las temperaturas corporales. Sin embargo, nadie antes había encontrado una manera de cambiar tanto la porosidad como la transparencia infrarroja de un tejido para proporcionar mayor comodidad en respuesta a las condiciones ambientales".
Según los investigadores, los materiales utilizados para la fibra base de este nuevo tejido están fácilmente disponibles y el recubrimiento de carbono se puede agregar fácilmente durante el proceso estándar de secado. Sin embargo, aún queda trabajo de investigación por delante.
"Creo que es muy emocionante poder aplicar este fenómeno de activación al desarrollo de un material textil capaz de mejorar la funcionalidad de la ropa y otros tejidos", concluye Ouyang.
Referencia
A cloth that adapts to the heat. B. Grocholski. B. Grocholski. Science, 8 February 2019. DOI: 10.1126/science.363.6427.594-a.