e-Têxteis & Têxteis Vestíveis

A nova tecnologia que aproveita os sinais eletrônicos em um tecido inteligente pode levar a equipamentos avançados que protegem contra substâncias químicas tóxicas, de acordo com pesquisas da Dartmouth College.

O avanço poderia ter grandes implicações para os militares, o pessoal de atendimento de emergência e outros trabalhadores que dependem da proteção contra substâncias danosas para realizar seu trabalho e manter os outros seguros.

Na pesquisa publicada no Journal of the American Chemical Society, a equipe de química de Katherine Mirica e Merry Smith descreve a criação de novos tecidos inteligentes - denominados SOFT, os quais são considerados como a primeira demonstração de simultânea detecção, captura, pré-concentração e filtração de gases em vestimenta que usa materiais condutores e porosos integrados em têxteis macios.

De acordo com o estudo, os dispositivos SOFT têm potencial para uso em aplicações de detecção que vão desde a detecção de gases em tempo real em sistemas portáteis, até camadas adsorventes acessíveis eletronicamente em equipamentos de proteção como máscaras de gás.

"Ao adicionar este tecido a um terno protetor, os sensores podem alertar o usuário se um produto químico estiver penetrando a estrutura do material", disse Katherine Mirica, professora assistente de química do Dartmouth College. "Esta não é apenas proteção passiva, o têxtil pode ativamente informar um usuário se houver um rasgo ou defeito no tecido, ou se o desempenho funcional for diminuído de qualquer outra forma".

Entre outras características descritas na pesquisa estão os sensores eletrônicos flexíveis e suportados por têxteis com base em materiais conhecidos como estruturas metálicas-orgânicas ou MOFs. No estudo, os autores também descrevem uma abordagem "simples" para integrar esses materiais condutores e porosos em tecidos de algodão e poliéster para produzir os e-textiles.

Como parte do estudo, a equipe de Dartmouth demonstrou que o novo tecido inteligente pode detectar produtos químicos tóxicos comuns. Tanto o poluente de escape do veículo, o óxido nítrico, quanto o veneno corrosivo que lembra a maioria dos ovos podres, sulfeto de hidrogênio, foram efetivamente identificados pelo sistema SOFT. Além de detectar os produtos químicos, os têxteis eletrônicos são capazes de capturar e filtrar as toxinas perigosas.

"As estruturas metálicas-orgânicas são o futuro dos materiais de designer, assim como os plásticos foram na era pós-Segunda Guerra Mundial", disse Mirica. "Ao integrar os MOFs em nossos dispositivos SOFT, aumentamos dramaticamente o desempenho de tecidos inteligentes que são essenciais para a proteção e a segurança".

A equipe de pesquisa também descreve um método de um passo para a fabricação de e-têxtil baseado em MOFs que provavelmente constitui o primeiro uso de auto-montagem direta para depositar o material condutor em têxteis.

Em um processo que Mirica descreve como "semelhante a uma estrutura de construção que se monta", os tecidos de algodão e poliéster revestidos com cristais condutores ao nível da fibra são criados por auto-montagem direta de moléculas com armações moleculares orgânicas conectadas por ligantes metálicos da solução.

Considera-se que os eletrônicos vestíveis têm um grande potencial em áreas como segurança interna, comunicação e saúde. Os soldados, o pessoal de emergência, os trabalhadores das fábricas e outros que correm o risco de exposição a produtos químicos tóxicos podem se beneficiar dos novos tecidos inteligentes. Os materiais também podem ajudar os pacientes médicos que exigem o monitoramento de substâncias químicas específicas do ar provenientes do meio ambiente ou mesmo de seus próprios corpos.

Segundo os pesquisadores, os dispositivos SOFT com uso de MOF exibem condutividade confiável, porosidade aprimorada, flexibilidade e estabilidade à lavagem. Os tecidos também são estáveis ​​em termos de calor, têm boa durabilidade e mantêm uma gama completa de utilidade em condições úmidas.

Embora a tecnologia precise de desenvolvimento adicional antes que possa ser usada em sistemas vestíveis modernos, os autores esperam que o método de fabricação possa ser estendido para outros sistemas, produzindo uma variedade de novos e-textiles com propriedades altamente ajustáveis ​​e uma série de novas aplicações em dispositivos vestíveis e portáteis.

Fonte: Merry K. Smith et al, Self-Organized Frameworks on Textiles (SOFT): Conductive Fabrics for Simultaneous Sensing, Capture, and Filtration of Gases, Journal of the American Chemical Society (2017). DOI: 10.1021/jacs.7b08840