Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Southampton y la UWE Bristol ha demostrado que los textiles electrónicos portátiles (e-textiles) pueden ser sostenibles y biodegradables.
Un nuevo estudio, en el que también participan las universidades de Exeter, Cambridge, Leeds y Bath, ha desarrollado un textil electrónico ecológico totalmente impreso con inyección de tinta para un nuevo “textil electrónico inteligente, portátil y ecológico”. prácticas de sustentabilidad. , o ‘DULCE’.
Los resultados se publican en la revista. Materiales energéticos y medioambientales.
Los textiles electrónicos son aquellos que tienen componentes eléctricos integrados, como sensores, baterías o luces. Se pueden utilizar en moda, ropa deportiva de alto rendimiento o como ropa con fines médicos que controlan los signos vitales de las personas.
Estos textiles deben ser duraderos, seguros de llevar y cómodos, pero al mismo tiempo, en una industria preocupada por los residuos textiles, deben ser respetuosos con el medio ambiente cuando ya no sean necesarios.
El profesor Nazm Al Karim de la Escuela de Arte de Winchester de la Universidad de Southampton, que dirigió la investigación, explica: “La integración de componentes eléctricos en los textiles tradicionales complica el reciclaje del material, ya que a menudo contiene metales, como la plata, que no se biodegradan fácilmente. Nuestro enfoque respetuoso con el medio ambiente en la selección de materiales sostenibles supera este problema, permitiendo su eliminación después de que el tejido se haya descompuesto”.
El diseño del equipo tiene tres capas, una capa sensora, una capa para interactuar con el sensor y una tela base. Utiliza un textil llamado Tencel como base, que está hecho de madera renovable y es biodegradable. La electrónica activa del diseño está hecha de grafeno, junto con un polímero llamado PEDOT:PSS. Estos materiales conductores están impresos con inyección de tinta de precisión sobre tela.
Los investigadores probaron muestras de material para realizar un seguimiento continuo de la fisiología humana utilizando cinco voluntarios. Se colocaron eslingas de tela, sujetas a dispositivos de monitoreo, a los guantes que usaban los participantes. Los resultados confirmaron que el material puede medir de manera efectiva y confiable tanto la frecuencia cardíaca como la temperatura en niveles estándar de la industria.
La Dra. Sheila Afrooz, profesora asociada de materiales sostenibles en la Universidad de Exeter y coautora del estudio, destacó la importancia de este desempeño: “Lograr un monitoreo confiable y estándar de la industria con materiales amigables con el medio ambiente es un hito clave. la estabilidad no tiene por qué ir a expensas de la funcionalidad, especialmente en aplicaciones críticas como la atención médica”.
Luego, el equipo del proyecto enterró el textil electrónico en el suelo para medir sus propiedades biodegradables. Después de cuatro meses, la tela había perdido el 48 por ciento de su peso y el 98 por ciento de su resistencia, lo que sugiere una descomposición relativamente rápida y efectiva. Además, una evaluación del ciclo de vida reveló que los electrodos basados en grafeno tienen un impacto ambiental 40 veces menor que los electrodos estándar.
Marzia Dulal de UWE Bristol, becaria de doctorado de la Commonwealth y primera autora del estudio, destacó el impacto ambiental: “Nuestro análisis del ciclo de vida muestra que los textiles electrónicos basados en grafeno son significativamente más baratos que la electrónica tradicional. Es parte del impacto ambiental. Son una opción más responsable para las industrias que quieren reducir su impacto ambiental”.
El proceso de impresión por inyección de tinta también es un método más sostenible para la fabricación de textiles electrónicos, ya que deposita la cantidad adecuada de material funcional sobre el tejido según sea necesario, casi sin desperdicio de material y, en comparación con la serigrafía tradicional, utiliza menos agua y energía.
El profesor Karim concluyó: “En medio de la creciente contaminación de los vertederos, nuestro estudio ayuda a abordar la falta de investigación en el campo de la biodegradación de los textiles electrónicos. Es realmente importante que consideremos cómo hacerlos más respetuosos con el medio ambiente, tanto en su producción y eliminación.”
Los investigadores esperan poder avanzar en el diseño de dispositivos portátiles fabricados con SWEET para su uso potencial en el sector de la salud, particularmente en la detección temprana y el tratamiento de enfermedades cardiovasculares, que afectan a 640 millones de personas en todo el mundo (Fuente: BHF).
