tecnología, textiles, color
 |
| (Kaixuan Zhu et al./Sci. Adv.) |
Un recubrimiento pulverizable para textiles y otros materiales cambia de color para ayudar a mantener las cosas frescas en el calor y calientes en el frío, sin necesidad de energía. La solución contiene pequeñas cápsulas que cambian de negro a blanco a medida que se calientan. Los investigadores probaron su invento en una chaqueta y una tienda de campaña y descubrieron que mantenía la temperatura en el interior dentro de un cómodo rango de 19 °C a 26 °C, cuando hacía tanto frío como 15 °C y tan caliente como 33 °C en el exterior.
Un nuevo tejido que cambia de color combina refrigeración y calefacción sin necesidad de suministro de energía externa. Este material adaptable ya ha encontrado diferentes formatos funcionales, como tejidos para ropa inteligente y tiendas de campaña, ofreciendo una regulación eficiente de la temperatura en condiciones extremas. Además, el proceso de fabricación parece escalable y, lo más importante, adaptable a otros materiales, como madera, metales y papel, lo que significa que podría encontrar múltiples usos.
El secreto es una solución pulverizable con microcápsulas termocrómicas dispersas. Para fabricar las microcápsulas, los investigadores mezclaron lactona violeta cristal –el colorante famoso para los papeles autocopiativos– con bisfenol A (BPA) y tetradecanol, que luego se envolvieron en una película polimérica protectora. A bajas temperaturas, la lactona reacciona con el BPA, convirtiéndose en un complejo conjugado negro listo para absorber la luz solar, explica Kaixuan Zhu, investigador de la Universidad de Tsinghua, China, y primer autor del artículo. Sin embargo, este efecto se invierte a temperaturas más altas. “La lactona violeta gana electrones y se convierte en una forma de anillo cerrado, presentando un color blanco que refleja la luz solar”, añade. La novedad aquí es un único material que proporciona dos tipos de gestión de la temperatura –refrigeración y calefacción– y “logra una conmutación automática según la temperatura ambiente, sin necesidad de una fuente de alimentación externa”.
El equipo probó los tejidos en dos formatos diferentes: una chaqueta y una tienda de campaña. “Colocamos sensores de temperatura y humedad dentro de las muestras durante 48 horas”, explica Zhu. Durante el proceso de enfriamiento, los investigadores observaron reducciones de temperatura de 5,5 ºC en el interior de la chaqueta y de 8,5 ºC en la tienda. “Con el calentamiento solar, aumentamos las temperaturas en 6,2 ºC y 6,7 ºC, respectivamente”, añade. En general, las prendas mantienen un rango confortable entre 19 ºC y 26 ºC para temperaturas exteriores inferiores a 15 ºC y hasta 33 ºC. En términos de escala, “hemos logrado la producción de tejidos inteligentes que miden 0,8 por 10 metros”, afirma Zhu.
"El avance consiste en lograr… calentamiento solar y enfriamiento radiativo sin consumo adicional de energía", afirma Shery Huang , experta en nanotecnología y nuevos materiales de la Universidad de Cambridge, Reino Unido. Este enfriamiento combina la reflexión de la luz solar y la emisión de calor en forma de radiación infrarroja, ambas potenciadas mediante la adición de sulfato de bario a la solución pulverizable. "Los colores cambian las propiedades ópticas del tejido, lo que a su vez logra enfriar o calentar el entorno cerrado".
Vanessa Sánchez , diseñadora de moda e investigadora de materiales inteligentes en la Universidad Rice de Estados Unidos, valora el "rendimiento mejorado" del tejido, junto con los "estudios de durabilidad frente a las condiciones ambientales, el desgaste y el cuidado", que garantizan la sostenibilidad a largo plazo. Parte del secreto de la resistencia reside en envolver las microcápsulas en óxido de grafeno reducido, que supuestamente las protege de la degradación por rayos UV, explica. "Además, [los investigadores] muestran demostraciones a gran escala", dice. "¡Es bastante emocionante!". El equipo también probó las soluciones en una serie de superficies, como papel, madera y acero, todas "prometedoras en cuanto a escalabilidad, porque estos procesos de pulverización se utilizan ampliamente", añade Sánchez.
Tanto Sánchez como Huang creen que las aplicaciones comerciales podrían llegar pronto, siempre que se demuestre que las partículas son seguras para los seres humanos y el medio ambiente. "[Los investigadores] necesitan evaluar la seguridad y el impacto ambiental antes de una implementación más amplia", dice Sánchez. Además, Zhu reconoce las restricciones que podrían crear otros sustratos y superficies. "Aunque podríamos aplicar nuestras soluciones en techos, almacenes refrigerados y sensores de temperatura, el rendimiento puede fluctuar debido a las propiedades particulares de los diferentes materiales", dice.
Referencias
K Zhu y col. , Sci. Adv. , 2024, 10 , eadr2062, DOI: 10.1126/sciadv.adr2062
COMENTARIOS