electrónicas, sensoriales, energéticas y fotónicas
Los investigadores han desarrollado una pantalla tejida de 46 pulgadas con sensores inteligentes, recolección de energía y almacenamiento integrados directamente en el tejido.
Un equipo internacional de científicos ha producido una pantalla textil inteligente totalmente tejida que integra funciones electrónicas, sensoriales, energéticas y fotónicas activas. Las funciones están integradas directamente en las fibras e hilos, que se fabrican mediante procesos industriales de base textil.
Los investigadores, dirigidos por la Universidad de Cambridge, afirman que su método podría dar lugar a aplicaciones que suenan a ciencia ficción: cortinas que también son televisores, alfombras que recogen energía y ropa y tejidos interactivos y autoalimentados.
Es la primera vez que se integra un sistema complejo escalable de gran superficie en un tejido mediante un método de fabricación totalmente basado en la fibra. Los resultados se publican en la revista Nature Communications.
A pesar de los recientes avances en el desarrollo de textiles inteligentes, su funcionalidad, dimensiones y formas están limitadas por los actuales procesos de fabricación. Integrar fibras especializadas en los textiles mediante procesos convencionales de tejido o punto significa que podrían incorporarse a objetos cotidianos, lo que abre un enorme abanico de aplicaciones potenciales. Sin embargo, hasta la fecha, la fabricación de estas fibras ha estado limitada por el tamaño, o la tecnología no ha sido compatible con los textiles y el proceso de tejido.
Para hacer que la tecnología sea compatible con el tejido, los investigadores recubrieron cada componente de la fibra con materiales que pueden soportar un estiramiento suficiente para que puedan utilizarse en equipos de fabricación textil. El equipo también trenzó algunos de los componentes de fibra para mejorar su fiabilidad y durabilidad. Por último, conectaron varios componentes de fibra mediante adhesivos conductores y técnicas de soldadura láser. Gracias a estas técnicas, pudieron incorporar múltiples funcionalidades en una gran pieza de tejido con procesos de fabricación textil estándar y escalables.
El tejido resultante puede funcionar como pantalla, monitorizar diversas entradas o almacenar energía para su uso posterior. El tejido puede detectar señales de radiofrecuencia, tacto, luz y temperatura. También se puede enrollar y, como se hace con técnicas comerciales de fabricación textil, se podrían fabricar así grandes rollos de tejido funcional.
Los investigadores afirman que su prototipo de pantalla abre el camino a aplicaciones de textiles electrónicos de próxima generación en sectores como los edificios inteligentes y energéticamente eficientes que pueden generar y almacenar su propia energía, la Internet de las Cosas (IoT), las redes de sensores distribuidas y las pantallas interactivas flexibles y ponibles cuando se integran en los tejidos.
“Nuestro enfoque se basa en la convergencia de la micro y la nanotecnología, las pantallas avanzadas, los sensores, la energía y la fabricación de textiles técnicos", dijo el profesor Jong-min Kim, del Departamento de Ingeniería de Cambridge, que codirigió la investigación con el Dr. Luigi Occhipinti y el profesor Manish Chhowalla. "Este es un paso hacia la plena explotación de las fibras y los tejidos electrónicos sostenibles y convenientes en las aplicaciones cotidianas. Y es sólo el principio".
"Al integrar la electrónica basada en la fibra, la fotónica, la detección y las funcionalidades energéticas, podemos lograr toda una nueva clase de dispositivos y sistemas inteligentes", dijo Occhipinti, también del Departamento de Ingeniería de Cambridge. "Liberando todo el potencial de la fabricación textil, pronto podríamos ver dispositivos inteligentes y energéticamente autónomos del Internet de las Cosas que se integren sin problemas en los objetos cotidianos y en muchas otras aplicaciones del sector."
Los investigadores están trabajando con colaboradores europeos para hacer que la tecnología sea sostenible y utilizable en objetos cotidianos. También están trabajando para integrar materiales sostenibles como componentes de la fibra, lo que proporcionaría una nueva clase de sistemas textiles energéticos. Su tejido inteligente, flexible y funcional, podría acabar convirtiéndose en baterías, supercondensadores, paneles solares y otros dispositivos.
La investigación ha sido financiada en parte por la Comisión Europea y el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), que forma parte de Investigación e Innovación del Reino Unido (UKRI).
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