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Desde relojes inteligentes y pulseras de actividad hasta prendas de vestir inteligentes con sensores integrados, los dispositivos wearable (diseñados para llevarse encima o incorporados en prendas de vestir y accesorios) han supuesto un revulsivo para la tecnología de los últimos años.
Ahora, un equipo interdisciplinario de ingenieros eléctricos y científicos textiles ha dado un paso más allá al desarrollar un innovador gorro o sombrero capaz de informar a su usuario sobre el momento adecuado para cruzar una carretera.
Se trata de un gorro tejido con fibras de germanio, que detecta los cambios en los semáforos y proporciona indicaciones táctiles a los peatones con discapacidad visual, alertándoles cuando es seguro avanzar. Este avance, publicado recientemente en la revista Nature, representa un paso significativo hacia el desarrollo de prendas de vestir funcionales y adaptativas que integran la electrónica en su tejido.
La fabricación de fibras conductivas lo suficientemente flexibles como para ser utilizadas en prendas de vestir ha sido un desafío considerable para la comunidad científica. Hasta ahora, los intentos anteriores utilizando métodos como el dibujo térmico han producido fibras con núcleos semiconductor rotos o defectuosos, lo que limitaba su aplicabilidad en el ámbito de la moda y este tipo de tecnología. Sin embargo, el equipo científico responsable de este invento ha superado estas limitaciones con un enfoque novedoso.
Lei Wei, autor principal del estudio y experto en tejidos funcionales en la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur, explica: “Hemos desarrollado un método que nos permite crear fibras largas y flexibles con propiedades electrónicas y de detección de luz intactas”.
En concreto, este avance se basa en el uso de una combinación cuidadosamente seleccionada de materiales y en la comprensión de las fuerzas mecánicas involucradas en el proceso de fabricación.
El proceso implica encerrar cristales de germanio y silicio en vidrio y luego estirar estas combinaciones de materiales para formar fibras continuas. A través de una serie de etapas de tratamiento térmico y estiramiento, los investigadores lograron crear fibras con núcleos semiconductor intactos, lo que les permitió tejer estas fibras en tejidos funcionales sin comprometer su integridad estructural o sus propiedades eléctricas.
Por su parte, Xiaoting Jia, líder de un grupo de investigación en fibras inteligentes y dispositivos portátiles en Virginia Tech, comenta sobre la importancia de este invento: “Este trabajo allanará el camino para la producción a gran escala de fibras semiconductoras de silicio o germanio”. Y además, añade que la inclusión de una capa de polímero en las fibras mejora su flexibilidad y resistencia, lo que permitiría su integración en prendas de vestir convencionales.
El gorro desarrollado por estos investigadores es solo uno de los muchos ejemplos de las posibles aplicaciones de esta tecnología. Además de su capacidad para detectar cambios en los semáforos y proporcionar retroalimentación a los peatones, estas fibras también se han integrado en otros tipos de prendas de vestir, como suéteres y bandas de reloj. A su vez, los autores demuestran cómo estas fibras pueden utilizarse para la comunicación Li-Fi (comunicación de fidelidad a la luz), transmitiendo datos a través de pulsos de luz.
De su lado, Thanh Nho Do, experto en robótica blanda y materiales funcionales de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia, asegura: “Este avance produce fibras semiconductoras lo suficientemente fuertes como para ser tejidas a mano o a máquina, y son adecuadas para la fabricación a gran escala”. Además, destaca la versatilidad de esta tecnología para integrar múltiples funciones en prendas de vestir, incluidos sensores de presión, temperatura y controles para robots blandos.
No obstante, aunque los primeros prototipos se centran en aplicaciones de detección y comunicación, Lei Wei está entusiasmado con el futuro potencial de esta tecnología. Su equipo está trabajando actualmente en proyectos que involucran la integración de estas fibras en dispositivos más complejos, como transistores y ordenadores portátiles.
“Creemos que esta tecnología tiene el potencial de transformar la forma en que interactuamos con la ropa y la tecnología en el futuro”, concluye.
