Los métodos comunes producen textiles inteligentes económicos con sensores

Isabel Montalbano | 05 de junio de 2023

Los investigadores han encontrado una manera de desarrollar textiles inteligentes con LED integrados, sensores y otros componentes electrónicos y conectados en maquinaria similar que se usa para hacer ropa de todos los días, dijeron.

Los investigadores, un equipo internacional dirigido por la Universidad de Cambridge, han demostrado que pueden aprovechar los procesos automatizados que se utilizan ahora en los telares industriales para crear ropa convencional para fabricar textiles inteligentes sin límite de tamaño o forma. Este trabajo puede reducir significativamente el costo de los textiles inteligentes y hacerlos más accesibles en general, ya que la complejidad de fabricarlos ha limitado severamente su producción y uso, dijeron.

La investigación se basa en un trabajo anterior que el equipo dio a conocer el año pasado para desarrollar una pantalla inteligente hecha de fibras recubiertas con materiales que permiten el estiramiento, haciéndolos compatibles con los procesos de tejido convencionales.

El último logro de este trabajo es fabricar múltiples tipos de dispositivos de fibra, incluidos dispositivos de almacenamiento de energía, LED y transistores, y luego mezclarlos con fibras convencionales, ya sean sintéticas o naturales, en un proceso de tejido automatizado. Luego interconectaron estos dispositivos utilizando adhesivo conductor de electricidad y un método de soldadura láser automatizado, dijeron.

De hecho, antes de que se desarrollara este método, fabricarlos requería instalaciones microelectrónicas especializadas y miles de millones de dólares de inversión, señaló Sanghyo Lee del Departamento de Ingeniería de Cambridge, quien trabajó en la investigación. “Además, la fabricación de textiles inteligentes de esta manera es muy limitada, ya que todo tiene que hacerse sobre las mismas obleas rígidas que se usan para hacer circuitos integrados, por lo que el tamaño máximo que podemos obtener es de unos 30 centímetros de diámetro”, dijo.

La complejidad de la fabricación no es lo único que ha limitado el uso de textiles inteligentes, señaló otro de los investigadores. Su "falta de practicidad" también los ha hecho difíciles de vender, dijo Luigi Occhipinti, codirector de la investigación del Departamento de Ingeniería de Cambridge. "Piensas en el tipo de flexión, estiramiento y plegado que deben soportar las telas normales, y ha sido un desafío incorporar esa misma durabilidad en los textiles inteligentes", explicó.

Para asegurarse de que los textiles resultantes fueran más duraderos que los producidos anteriormente, los investigadores optimizaron los procesos para minimizar el daño a los componentes electrónicos, haciéndolos capaces de resistir el estiramiento que ocurre cuando se trabajan en un telar industrial. Lo lograron investigando y considerando la fuerza mecánica y la energía térmica utilizadas en el proceso para que, durante la fabricación, pudieran encapsular tanto el tejido como la interconexión basada en láser, respectivamente, dijeron los investigadores.

El equipo de investigación trabajó con fabricantes de textiles para producir muestras de prueba de textiles inteligentes con dimensiones de unos 50 por 50 centímetros, dijeron. Sin embargo, estos tamaños se pueden ampliar y producir en grandes volúmenes utilizando el mismo proceso, dijeron los investigadores.

"Estas empresas tienen líneas de fabricación bien establecidas con extrusoras de fibra de alto rendimiento y grandes máquinas de tejer que pueden tejer automáticamente un metro cuadrado de textiles", explicó Lee. "Entonces, cuando introducimos las fibras inteligentes en el proceso, el resultado es básicamente un sistema electrónico que se fabrica exactamente de la misma manera que se fabrican otros textiles".

Los investigadores publicaron un artículo sobre su trabajo en la revista Science Advances.

En el futuro, las pantallas y monitores grandes y flexibles podrían incluso fabricarse en los telares industriales, haciéndolos mucho más baratos de producir que el proceso utilizado en las instalaciones de fabricación especializadas, donde se producen hoy, dijeron los investigadores. Sin embargo, para que esto se estandarice y sea factible a largo plazo, los investigadores deben optimizar aún más el proceso, lo cual planean hacer, dijeron.

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