Viajeros, esquiadores Los guardias cruzados y otras personas que soportan dedos congelados en clima frío pueden esperar un alivio futuro, ya que los fabricantes están preparados para aprovechar una nueva técnica para crear telas calentadas eléctricamente desarrolladas por la científica de materiales Trisha Andrew y sus colegas de la Universidad de 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 nanorrevestimiento de telas para crear cosibles, tejible, material calentado eléctricamente. El guante de demostración que hicieron puede mantener los dedos calientes hasta por ocho horas. El guante de tres capas, con una capa recubierta por el polímero conductor poli (3, 4-etilendioxitiofeno), también conocido como PEDOT, funcionan con una pila de botón que pesa 1,8 gramos. Una moneda de diez centavos pesa poco menos de 2,27 gramos.

Los autores señalan, "Ligero, Los calentadores eléctricos transpirables y adaptables al cuerpo tienen el potencial de cambiar los enfoques tradicionales de la gestión térmica personal. terapia de calor médica, alivio del dolor articular y rehabilitación atlética ".

Andrew dice:"Tomamos un par de guantes de algodón y cubrimos los dedos para permitir que pasara una pequeña cantidad de corriente, para que se calientan. Es un paño de algodón tradicional. Elegimos hacer un par de guantes porque los dedos requieren una gran curvatura que nos permita mostrar que nuestro material es realmente flexible. El guante funciona con una pequeña batería tipo moneda y funcionan con nanoamperios de corriente, no lo suficiente como para pasar corriente a través de su piel o para lastimarlo. Nuestro revestimiento funciona incluso cuando está completamente sumergido en agua, no te sorprenderá, y nuestra construcción en capas significa que la tela conductora no entra en contacto con su piel ".

Ella agrega, "Esperamos que esto llegue a los consumidores como un producto real en los próximos años. Quizás sean dos años para un prototipo, y cinco años al consumidor. Creo que este es el dispositivo más preparado para el consumidor que tenemos. Está listo para pasar a la siguiente fase ".

Hasta hace poco, Los científicos textiles no han utilizado la deposición de vapor debido a dificultades técnicas y al alto costo de escalar desde el laboratorio. Pero recientemente, los fabricantes están descubriendo que la tecnología se puede ampliar sin dejar de ser rentable, dicen los investigadores. Usando el método de deposición de vapor descrito en su artículo, Andrew y sus colegas también recubrieron hilos de un hilo de algodón grueso que se usa comúnmente para suéteres. Funcionó bien y ofrece otra vía para crear ropa con calefacción, afirman los autores.

Andrew dice:"Una cosa que nos motivó a fabricar este producto es que pudimos obtener la flexibilidad, la agradable sensación de suavidad, mientras que al mismo tiempo se calienta pero no te hace sudar. Una cosa común que escuchamos de los viajeros es que en el invierno, les encantaría tener los dedos más calientes ". En sus pruebas de laboratorio, su equipo de investigación informa, cuatro dedos del guante de prueba calentados a la misma temperatura que la palma, y "la usuaria podía sentir el calor transferido desde los calentadores de tela 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, realizó varias pruebas para asegurarse de que sus guantes pudieran resistir horas de uso, blanqueo rasgaduras reparaciones y carga nocturna. Andrew señala, "En este momento usamos una batería estándar que dura ocho horas, pero necesitaría una recargable para hacerlas más prácticas ".

Más lejos, "Si estás esquiando y te rasgas el guante, puede repararlo simplemente cosiéndolo de nuevo con hilo normal ".

Organizaron pruebas de biocompatibilidad en un laboratorio independiente donde se expusieron células de tejido conectivo de ratón a muestras recubiertas de PEDOT y se compararon las respuestas con los controles positivos y negativos. Informan que sus materiales recubiertos con PEDOT son seguros para el contacto con la piel humana sin causar reacciones adversas a los productos químicos utilizados.

También abordaron cuestiones de calor, estabilidad de contacto con la piel y la humedad para evitar que el usuario experimente cualquier descarga eléctrica de un elemento conductor húmedo. Andrew dice:"Químicamente, lo que usamos para rodear la tela conductora parece poliestireno, las cosas que se utilizan para hacer cacahuetes de embalaje. Rodea completamente el material conductor para que el conductor eléctrico nunca quede expuesto ".

Experimentar con diferentes variables en el proceso de nano-recubrimiento de vapor, descubrieron que el ajuste de la temperatura y la presión de la cámara era importante para lograr una cobertura óptima de la superficie de la tela. En una prueba de la capacidad de la tela para resistir el agrietamiento, 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) conectados a una batería de 6 V durante una hora, y no encontró "cambios dramáticos en la morfología, "lo que indica que el tejido de algodón recubierto con PEDOT era lo suficientemente resistente y estable para mantener su rendimiento" cuando se usaba como elemento calefactor.