Para cuantificar exactamente la picazón que puede causar un suéter de lana cuando se usa directamente sobre la piel, o lo suave que puede ser una manta extendida en tu cama, Los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte desarrollaron un método para medir la rugosidad de la tela utilizando imágenes en 3-D.

En el diario Interfaces y materiales aplicados ACS , Los investigadores informaron sobre una serie de experimentos en los que utilizaron una herramienta de imágenes (micro tomografía computarizada de rayos X) para tomar imágenes en 3-D de la superficie de la tela con el fin de calcular la geometría de la superficie. y medir el impacto sobre la fricción. Su método puede cuantificar la interfaz piel-textil a microescala sin destruir la tela.

"Necesitamos formas de medir definitivamente la fricción para ayudar a la industria textil a ajustar las telas para que sean adecuadas para aplicaciones específicas". "dijo el autor correspondiente del estudio, Kavita Mathur, profesor asociado de textil y confección, tecnología y gestión en NC State. "Tenemos textiles para confección, para deportistas, que usan los pacientes, y eso va en muebles. La fricción puede ocurrir en cualquier lugar, no solo contra la piel. Por último, imaginamos usar este método para asegurar que las telas no sean demasiado abrasivas para sus usos finales, si están destinados a terminar en una cama de hospital donde la irritación puede provocar úlceras de decúbito, o en un atleta o en el mobiliario ".

The Abstract se sentó con Mathur para comprender cómo se pueden usar las imágenes en 3D para medir la fricción:

Resumen:¿Por qué necesita desarrollar una nueva forma de medir la fricción de la tela?

Mathur:La industria textil utiliza actualmente pruebas que requieren un instrumento, específicamente una sonda de metal, que se frota hacia adelante y hacia atrás contra una pequeña pieza de tela para dar una indicación de qué tan áspera o suave es la tela a nivel de micras. La sonda de metal no representa ni las propiedades de nuestra piel ni la interacción real.

Mi estudiante de posgrado, Bebé Ruksana, está trabajando en un método de prueba de fricción capaz de imitar la respuesta de la piel humana a la tela en diferentes condiciones. Esto nos permitirá investigar las interacciones piel-textiles para diversas aplicaciones como ropa deportiva, textiles para el cuidado de la salud y médicos, ropa militar, ropa protectora de bombero y más.

TA:¿Cómo tomaste las imágenes de la tela?

Mathur:Usamos un dispositivo informático, un nuevo instrumento en nuestros laboratorios en la Instalación de Instrumentación Analítica, para tomar una imagen de una sección transversal de la longitud y profundidad de la tela. Entonces sabemos exactamente capa por capa, cómo estaba compuesta la tela. No es destructivo en términos de entrar en la tela. Esto nos dice la geometría de la tela desde el nivel de la fibra hasta el nivel de la tela.

Luego intercalamos la tela entre un simulante de piel artificial a una cierta presión para presionar todas las fibras, y eso nos da cuál es el verdadero área de contacto en la superficie. Luego tomamos la imagen de ese sándwich. La presión ejercida en la interfaz de contacto cambiará la geometría de la superficie de la tela, y eso lo registra el instrumento con mucha precisión.

TA:¿Cómo puedes usar una imagen para comprender la fricción de la tela?

Mathur:Con solo cambiar la estructura de la tela, podemos cambiar la interacción de fricción con la piel. ¿Por qué? Porque las diferentes superficies de los tejidos crean diferentes interacciones con nuestra piel. Como no podemos verlo con los ojos desnudos, utilizamos una tomografía computarizada para capturar imágenes de la tela de una manera no destructiva para que podamos ver cómo las telas están en contacto con la piel, e investigue por qué el contacto es diferente.

TA:¿Qué características de los tejidos crean la geometría de su superficie?

Mathur:La selección de fibras e hilos, así como la estructura de la tela, ayudan a ajustar la propiedad de fricción de los textiles. Por ejemplo, Verá que su camiseta de algodón se siente diferente a su ropa deportiva, que normalmente está hecho de fibras sintéticas.

En algunas aplicaciones, dependiendo del tipo de fibra utilizada, puede haber fibras cortas que sobresalgan de la superficie de la tela, conocida como vellosidad de la tela, que puede provocar irritación de la piel. Este instrumento puede decirnos cuánta vellosidad del hilo hay cuando comienza a tocar la cámara.

Junto con las fibras, Las estructuras de hilo y tela también contribuyen a la geometría de la superficie y crean un contacto diferente con la piel. Para investigar estos aspectos, estamos utilizando el XRM-CT para capturar todas las dimensiones de la tela, y cuantificar la interfaz de contacto piel-tejido a partir de las imágenes, lo que nos llevará a predecir la fricción y la abrasividad de los tejidos.

TA:En el estudio, usted habló sobre cómo la tela es solo una parte de la ecuación de cuán cómoda puede sentirse la tela; la otra parte es la piel. ¿Cómo influye tu piel en lo abrasivo que se puede sentir la tela?

Mathur:Las propiedades de la piel definitivamente impactan la sensación de los tejidos. No hay dos tipos de piel que sean exactamente iguales. Por eso tomamos huellas digitales, porque todos tienen una identificación única. Todo el mundo tiene una textura de piel única.

Los otros factores que también afectan la comodidad de la piel son el contenido de humedad de la piel y la temperatura. Por ejemplo, cuando la piel está húmeda, la tela se vuelve más pegajosa, se adhiere a la piel y aumenta la fricción. En términos de temperatura, si hace calor o frío, la forma en que el cuerpo reacciona también es diferente.

En nuestro estudio, contabilizamos diferentes condiciones de prueba, así como los entornos de prueba. Nos gustaría hacer un estudio en humanos para confirmar los hallazgos de esta investigación en un entorno real con diferentes niveles de humedad y presión. y use piel sustituta para imitar el tejido adulto sano y las condiciones del sudor. Lo que la industria está utilizando en este momento es la fricción contra una superficie metálica. Lo que necesitamos saber es:¿Qué es la fricción contra la piel?