Los tecnotextiles son tejidos que incorporan nuevas tecnologías y nuevas funcionalidades a un material textil tradicional. A veces llamados "tecnotextiles" o "tejidos técnicos", la mayoría de los tecnotextiles tienen sus raíces en aplicaciones industriales o militares. Los tecnotextiles se emplean en muchas aplicaciones diferentes, que van desde dispositivos biomédicos, aeronaves, automóviles, productos electrónicos y más, incluidas prendas de vestir y muebles para el hogar.
Los textiles son productos construidos básicamente con fibras. Estas fibras se tuercen juntas con frecuencia (miles a la vez) para crear hilos, y los hilos se pueden tejer, tejer o trenzar para hacer telas. Al mirar una tela, es fácil olvidar que la tela en realidad está hecha de miles o millones de pequeñas fibras. Sin embargo, las fibras son el componente más importante del textil. La elección de fibras e hilos puede cambiar el comportamiento del material textil. La mayoría de los tecnotextiles se desarrollan a nivel de fibra. Al modificar materiales más delgados que un cabello humano, el rendimiento de una tela puede cambiar drásticamente.
Desde los albores de los plásticos sintéticos, se comercializan los tecnotextiles. Uno de los primeros ejemplos de fibras hechas para aplicaciones de alta tecnología es el nailon. A medida que la fuerza aérea se desarrollaba como un componente importante de las fuerzas armadas, los paracaídas se volvieron cada vez más importantes. Los paracaídas estaban hechos de tela de seda tejida. Los investigadores estaban interesados en desarrollar un sustituto sintético de la seda para controlar la calidad, la fuente y mejorar la resistencia. El nailon fue una fuente ideal y se desarrolló rápidamente para satisfacer este mercado.
Sin embargo, reconocer al nailon como un sustituto de la seda llevó rápidamente a la gente a considerar otros productos hechos de seda como candidatos para el nailon. Las medias, que eran extremadamente populares y bastante caras en ese momento, se identificaron como un mercado probable. El éxito fue tan grande que el público empezó a llamar a las medias "nylons" a los pocos años. La mayor resistencia y durabilidad del nailon en comparación con la seda hizo que esto fuera un gran éxito.
A principios de la década de 2000, el nailon ya no se consideraba un tecnotextil, sino una fibra comercial. Esto continúa sucediendo:a medida que las nuevas tecnologías se vuelven comunes y aceptadas, dejan de ser consideradas de alta tecnología. Lo que al principio parecen aplicaciones fantásticas probablemente, dentro de años o décadas, se conviertan en algo común.
Comodidad a través de la tecnología
Una de las aplicaciones más populares de los tecno-textiles es brindar comodidad en una prenda. En términos generales, hay dos aspectos de la comodidad que la ropa puede abordar:la transpiración y la temperatura. Una prenda cómoda quitará la humedad del cuerpo y mantendrá un buen nivel de temperatura.
Control de humedad
El politetrafluoroetileno expandido (ePTFE) ha pasado del laboratorio a la ropa. El PTFE tiene la misma estructura química que el teflón, pero cuando se expande, se pueden realizar algunas propiedades únicas. Gore popularizó esta tecnología como la membrana Gore-Tex. La idea básica es que la membrana tiene agujeros muy pequeños. Estos orificios permiten el paso del vapor de agua, pero son demasiado pequeños para permitir el paso de una gota de agua. Por lo tanto, si una persona que usa esta prenda está sudando, el vapor de agua puede moverse a través de la membrana. Sin embargo, si está lloviendo, las gotas no pueden pasar para mojar a la persona.
Control de temperatura
Los materiales de cambio de fase se están volviendo bastante populares como una forma de controlar la temperatura en una prenda. Básicamente, las ceras microencapsuladas se incrustan en el tejido. Cuando la cera se derrite, absorbe energía térmica, enfriando efectivamente el material cuando se calienta. Por el contrario, cuando la cera fundida se solidifica, libera calor mientras se enfría todo el sistema. El resultado de esto es un material que trata de mantener una cierta temperatura, eliminando efectivamente los picos de calor y frío.
También existen métodos para cambiar activamente la temperatura de la ropa. Los astronautas, los pilotos de pruebas de aviones y los pilotos de carreras han estado usando ropa refrigerada durante algún tiempo. Los tubos de refrigerante están incrustados en la ropa y una pequeña bomba empuja el líquido frío por toda la prenda. También se están considerando dispositivos termoeléctricos.
Textiles electrónicos
Algunas de las posibilidades más emocionantes para los tecnotextiles provienen del uso de tecnologías electrónicas e informáticas modernas en la ropa. Los elementos clave son el uso de fibras o hilos eléctricamente conductores para que las señales puedan enviarse a través de la prenda, fuentes de energía flexibles, equipos informáticos flexibles y sistemas de visualización flexibles.
Los materiales conductores en forma fibrosa, como los metales o el carbono, o incluso los polímeros conductores como la polianillina, se pueden usar como cableado dentro de una pieza de tela. Estos cables pueden transportar electricidad a varios componentes, como sensores, actuadores o chips de computadora, que están incrustados en la prenda. Los dispositivos de comunicación inalámbrica pueden comunicar información hacia y desde la ropa.
Por ejemplo, Infineon Technologies, AG, está desarrollando un método para incorporar dispositivos de detección de movimiento en las alfombras. Esto se puede usar para una variedad de propósitos, incluido el control de la iluminación para que se encienda cuando alguien ingrese a la habitación o para detectar intrusos. Además de detectar movimiento, el chip puede medir la temperatura, lo que podría dar lugar a aplicaciones como la iluminación automática del suelo en caso de incendio, mostrando a los ocupantes un camino hacia la seguridad.
El módulo de detección de movimiento está tejido en el respaldo de la alfombra. Los cables rojos suministran voltaje, los cables verdes transportan datos y los cables azules están conectados a tierra para el módulo de detección de movimiento de alfombra inteligente de demostración de Infineon. Un sensor capacitivo en el módulo detecta cuando se toca un cable verde, lo que enciende el LED rojo.
Las fibras ópticas se pueden incorporar a estructuras de tela de tal manera que creen patrones de luz en la superficie de la tela. Con un control adecuado, la tela puede convertirse efectivamente en una pantalla de televisión o de computadora. France Télécom demostró tal tecnología:una pantalla de visualización de tela. Con el tiempo, esta tecnología podría incorporarse a la ropa de uso diario o al mobiliario del hogar. Imagine una camisa simple y formal que se puede convertir en un atuendo dinámico y llamativo para un club nocturno con solo presionar un interruptor. Las cortinas y el papel tapiz pueden convertirse en unidades de exhibición para que el patrón o la combinación de colores se pueda cambiar según el deseo instantáneo del propietario.
Maggie Orth ha desarrollado Electric Plaid para este propósito. Electric Plaid no funciona controlando la fibra óptica, sino controlando los tintes sensibles a la temperatura, otra aplicación tecno-textil. Los tintes sensibles a la temperatura pueden cambiar de color según el frío o el calor de la tela. Electric Plaid tiene filamentos de calefacción y refrigeración incrustados en la tela. Al cambiar el grado de calentamiento y enfriamiento en diferentes lugares de la tela, Orth ha creado una tela que cambia de color y patrón lentamente a lo largo del día.
Sensores integrados
Los sensores para determinar fenómenos tan dispares como la temperatura o el contenido de oxígeno se pueden crear en forma fibrosa. Por lo general, se trata de fibras ópticas que tienen rejillas de difracción de Bragg que pueden medir pequeños cambios en el entorno. Debido a que se producen como fibra óptica, se pueden incorporar a la ropa. Varias empresas, como Big Light y SensaTex, han integrado estos sensores en la ropa interior para que las fibras toquen o estén cerca del cuerpo humano.
La información recibida por estos sensores se puede transmitir a otra ubicación. Algunas de las aplicaciones críticas para la vida de estos incluyen prendas para bebés para proporcionar una alerta temprana contra el SIDS (Síndrome de Muerte Súbita del Lactante) y para los soldados. En cualquier caso, la información se puede enviar a los padres o al comandante para proporcionar detalles sobre la salud y el bienestar del usuario. Si surge un problema, una respuesta rápida puede evitar dificultades graves. Si la respiración del bebé se vuelve irregular, el sistema de control notificará a los padres, quienes se apresurarán a ayudarlo. Si el soldado está herido, el cambio en la temperatura corporal y la frecuencia cardíaca crearán una advertencia para que los médicos acudan en su ayuda. Los médicos no solo sabrán que hay un problema, sino que también un sistema de ubicación del soldado permitirá que el médico encuentre al soldado rápidamente.
Este tipo de tecnología también se está transmitiendo al mundo del deporte. Una de las aplicaciones obvias es para propósitos de entrenamiento. Tanto el atleta como el entrenador pueden observar cambios en los signos vitales y determinar el grado y la eficiencia del entrenamiento. En la Universidad Tecnológica de Tampere (Finlandia), los investigadores han fabricado un traje para motos de nieve que incluye un sensor de ubicación y un transmisor, así como acelerómetros para detectar accidentes. Si se produce un choque, el traje enviará una llamada de socorro que incluye la ubicación del atleta, así como los signos vitales.
Fuentes de poder
A medida que se desarrollan nuevas y emocionantes aplicaciones de la electrónica en los textiles, existe la necesidad de proporcionar energía eléctrica a estos dispositivos. Hay varios enfoques interesantes en desarrollo que verán aplicaciones futuras.
Algunas empresas han producido baterías muy delgadas y flexibles que son tan intrusivas como una etiqueta. Aunque estos no proporcionan mucha energía, pueden ser suficientes para manejar dispositivos electrocrómicos o incluso fibras ópticas pequeñas.
Se están desarrollando algunas variaciones interesantes además de las baterías. Uno es un generador que se adjunta a los zapatos. Un generador crea energía eléctrica haciendo girar un imán a través de una bobina de alambre. Esto es lo opuesto a hacer un imán envolviendo un alambre alrededor de un clavo y haciendo pasar electricidad a través del alambre. La idea básica es hacer que el talón del zapato pueda moverse hacia arriba y hacia abajo para que con cada paso el usuario empuje el talón hacia arriba, lo que mueve imanes a través de una bobina y se genera electricidad. Luego, el zapato simplemente se conecta a la prenda para proporcionar electricidad. Hay algunos problemas con esta idea, como los cables necesarios para conectar el zapato a la ropa y el hecho de que el tacón del zapato puede ser más grande de lo normal.
La electricidad también se puede convertir de energía térmica a través de un proceso conocido como el efecto Seebeck. En el efecto See-beck, se unen dos materiales conductores diferentes, y cuando la temperatura entre ellos es diferente, se produce una corriente eléctrica. Esto puede ser excelente para ambientes de clima frío, donde un conductor está en el exterior de un abrigo, por lo que hace frío, y el otro conductor está en el interior del usuario, donde hace calor. Esta diferencia de temperatura puede generar electricidad que se puede usar para varias cosas, como cargar un teléfono celular o un reproductor de MP3, o encontrar las coordenadas de uno a través de un sistema de posicionamiento global.
Lo opuesto al efecto Seebeck es el efecto Peltier, en el que la electricidad se puede usar para crear temperatura, pero no como un calentador, sino como un enfriador. Mediante la elección adecuada de los materiales conductores, el dispositivo Peltier puede volverse más frío que el entorno, lo que permite un sistema de enfriamiento flexible. Dichos dispositivos se pueden incrustar en tejidos.
Varias empresas han desarrollado células solares flexibles. Las células solares convierten la luz en electricidad. La posibilidad reciente de hacerlos flexibles permite que se utilicen en ropa y accesorios. Recientemente, una alumna de la autora de este artículo, Lauren Sabia, desarrolló un bolso de hombro que incorpora celdas solares flexibles en la correa y tiene cables conductores que se conectan a un soporte para teléfono celular que permite que las celdas solares carguen un teléfono celular cuando no está en uso.
El futuro
No se sabe qué depara el futuro para los textiles de alta tecnología. Puede que existan conceptos lejanos, como una corbata hecha de fibras que son semiconductores que permiten que la prenda se duplique como un dispositivo de almacenamiento de memoria para una computadora. Tal vez se desarrollen hilos que tengan un comportamiento similar al de un músculo que les permita contraerse, haciendo que las mangas de una camisa le den al usuario fuerza o velocidad extra. Lo que sí se sabe, sin embargo, es que la mayoría de los avances tecnológicos finalmente llegan a los productos textiles porque casi todo el mundo usa ropa.
Ver también Futuro de la Moda; Moda de alta tecnología.
Bibliografía
Bolton, Andrés. El guardarropa supermoderno. Londres:Victoria and Albert Museum, 2002.
Braddock, Sarah E. y Marie O'Mahony. Tecnotextiles:tejidos revolucionarios para la moda y el diseño. Londres y Nueva York:Thames and Hudson, Inc., 1999.
--. Sportstech:telas, moda y diseño revolucionarios. Londres y Nueva York:Thames and Hudson, Inc., 2002.