Los viajeros, esquiadores, guardias de cruce y otras personas que soportan dedos congelados en clima frío pueden esperar un alivio futuro a medida que los fabricantes están preparados para aprovechar una nueva técnica para crear telas calentadas eléctricamente desarrollada por la científica de materiales Trisha Andrew y sus colegas de la Universidadde Massachusetts Amherst. Han hecho guantes que mantienen los dedos tan calientes como la palma de la mano.
En un nuevo documento en Materiales e interfaces aplicados , los científicos describen cómo utilizan un método de deposición de vapor para tela de nano-recubrimiento para crear material cosible, tejible, calentado eléctricamente. El guante de demostración que hicieron puede mantener los dedos tostados por hasta ocho horas. El guante de tres capas, conuna capa recubierta por el polímero conductor de poli 3,4-etilendioxitiofeno, también conocido como PEDOT, funciona con una batería de botón que pesa 1,8 gramos. Una moneda de diez centavos pesa poco menos de 2,27 gramos.
Los autores señalan que "los calentadores eléctricos ligeros, transpirables y conformes con el cuerpo tienen el potencial de cambiar los enfoques tradicionales para el control térmico personal, la terapia de calor médica, el alivio del dolor en las articulaciones y la rehabilitación deportiva".
Andrew dice: "Tomamos un par de guantes de algodón y recubrimos los dedos para permitir que pase una pequeña cantidad de corriente, para que se calienten. Es una tela de algodón pasada de moda. Elegimos hacer un par de guantes porquelos dedos requieren una curvatura alta que nos permita mostrar que nuestro material es realmente flexible. El guante funciona con una pequeña batería y funcionan con nanoamperios de corriente, no lo suficiente como para pasar corriente a través de su piel o lastimarlo.Nuestro recubrimiento funciona incluso cuando está completamente sumergido en agua, no lo sorprenderá, y nuestra construcción en capas significa que el paño conductor no entra en contacto con su piel ".
Ella agrega: "Esperamos que esto llegue a los consumidores como un producto real en los próximos años. Tal vez sean dos años para un prototipo y cinco años para el consumidor. Creo que este es el dispositivo más preparado para el consumidortenemos. Está listo para pasar a la siguiente fase "
Hasta hace poco, los científicos textiles no habían utilizado la deposición de vapor debido a dificultades técnicas y el alto costo de la ampliación del laboratorio. Pero recientemente, los fabricantes están descubriendo que la tecnología puede ampliarse sin dejar de ser rentable, dicen los investigadores.Andrew y sus colegas, según el método de deposición de vapor descrito en su artículo, también recubrieron hilos de un grueso hilo de algodón comúnmente usado para suéteres. Funcionó bien y ofrece otra vía para crear ropa calentada, afirman los autores.
Andrew dice: "Una cosa que nos motivó a hacer este producto es que podríamos obtener la flexibilidad, la sensación suave y agradable, mientras que al mismo tiempo se calienta pero no te hace sudar. Algo común que escuchamos de los viajeros es queen invierno les encantaría tener dedos más cálidos ". En sus pruebas de laboratorio, informa su equipo de investigación, cuatro dedos del guante de prueba se calentaron a la misma temperatura que la palma y" el usuario podía sentir el calor transferido desde la telacalentadores a sus dedos unos segundos después de que se aplicó el voltaje "
Andrew y el investigador postdoctoral de química Lushuai Zhang, con el estudiante graduado de ingeniería química Morgan Baima, realizaron varias pruebas para asegurarse de que sus guantes pudieran resistir horas de uso, lavado, rasgaduras, reparaciones y carga nocturna. Andrew señala: "En este momento nosotrosuse una batería estándar que dure ocho horas, pero necesitaría una recargable para hacerlas más prácticas ".
Además, "Si está esquiando y rasga su guante, puede repararlo simplemente cosiéndolo nuevamente con un hilo liso".
Organizaron pruebas de biocompatibilidad en un laboratorio independiente donde las células de tejido conectivo de ratón fueron expuestas a muestras recubiertas con PEDOT y respuestas en comparación con controles positivos y negativos. Informan que sus materiales recubiertos con PEDOT son seguros para el contacto con la piel humana sin causar efectos adversosreacciones a los productos químicos utilizados.
También abordaron preguntas sobre el calor, la humedad y la estabilidad del contacto con la piel para evitar que el usuario experimente una descarga eléctrica por un elemento conductor húmedo. Andrew dice: "Químicamente, lo que usamos para rodear la tela conductora parece poliestireno, lo que se usapara hacer cacahuetes de embalaje. Rodea completamente el material conductor para que el conductor eléctrico nunca quede expuesto ".
Experimentando con diferentes variables en el proceso de nano-recubrimiento de vapor, descubrieron que ajustar la temperatura y la presión de la cámara eran importantes para lograr una cobertura superficial óptima de la tela. En una prueba de la capacidad de la tela para resistir grietas, arrugas u otros cambios cuando se calienta, generaron una temperatura de 28 grados C 82,4 F con conexión a una batería de 4,5 V y 45 grados C 113 F conectada a una batería de 6 V durante una hora, y no encontraron "cambios dramáticos de morfología", lo que indicaque el textil de algodón recubierto con PEDOT era resistente y lo suficientemente estable como para mantener su rendimiento "cuando se usaba como elemento calefactor".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Massachusetts en Amherst . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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