Materiais do futuro: Grafeno e têxteis

Escolhido por cada vez mais desportistas profissionais e amadores, este vestuário oferece materiais versáteis, leves e resistentes, com interessantes propriedades térmicas e de condutividade. Alguns atletas olímpicos em Tóquio 2020 usaram tecidos de grafeno por seu conforto e leveza.

O grafeno é um excelente condutor térmico, ideal para roupas de inverno aquecidas. O grafeno preserva o calor em climas frios e expele calor em ambientes quentes. As fibras de grafeno também são à prova d'água, sendo alternativas adequadas para roupas de neoprene e trajes de banho.

A indústria têxtil também pode aproveitar as propriedades do grafeno para produzir eletrônicos vestíveis, que podem detectar, analisar e transmitir informações sobre o corpo e dados ambientais, e podem ter aplicações que mudam vidas na medicina, nos esportes e em outras áreas.

Aqui estão alguns exemplos de têxteis com grafeno que estão disponíveis no mercado ou em desenvolvimento.

A marca global de roupas esportivas Umbro integrou a tecnologia Graphene-Wear™ do Graphene Flagship Partner Versarien em sua coleção primavera/verão 2023 da linha Elite Pro-Training Kit. Graphene-Wear™ apresenta novas propriedades que permitirão aos usuários experimentar maior transmitância térmica, maior gerenciamento de umidade e melhor taxa de secagem, sem comprometer a permeabilidade ao ar ou ao vapor de água.

Recentemente, o Graphene Wear™ também foi certificado pelo sistema de certificação independente OEKO-TEX®. A obtenção do Passaporte Ecológico OEKO-TEX® significa que o Graphene Wear™ é um têxtil ecologicamente responsável, cumpre os requisitos legais relevantes e as normas da indústria têxtil e não prejudica a saúde humana.

O membro associado principal do grafeno, Grafren AB, com sede na Suécia, está testando seu método de revestimento de grafeno com diversos materiais têxteis. O método não utiliza ligantes nem cola para incorporar os componentes condutores no interior do tecido. A forma inovadora de incorporar flocos de grafeno na profundidade do tecido cria um produto macio e flexível, semelhante à pele, com condutividade elétrica controlada. Com duas patentes concedidas sobre a preparação da tinta de grafeno e revestimento do tecido, a empresa desenvolveu seu próprio equipamento exclusivo para revestimento de grafeno e atualmente pode tratar tecidos de até dois metros de largura, no modo rolo a rolo.

A empresa tem três produtos têxteis de grafeno em desenvolvimento: têxteis eletricamente aquecíveis (G-Heatex) prontos para comercialização, roupas de camuflagem ultraleves e tecidos de monitoramento de pressão para cuidados de saúde digitais.

Mais recentemente, a Grafren aplicou a sua abordagem às fibras têxteis naturais, como o fluxo, a juta e o cânhamo, obtendo resultados positivos. “Uma vez comprovada a sua eficiência, isto pode ser um divisor de águas na comercialização de compósitos 'verdes'”, afirma o CEO da Grafren, Erik Khranovskyy.

Tecido de cânhamo revestido com grafeno (crédito: Grafren AB).

Os pesquisadores do Pacote de Trabalho de Eletrônica Flexível do Graphene Flagship estão desenvolvendo fios condutores de poliéster enriquecidos com grafeno (tereftalato de polietileno, PET). O instituto finlandês VTT recebe materiais em camadas à base de grafeno da Universidade de Cambridge (Reino Unido) e os combina com PET. Depois, o material é fiado e tecido pela empresa alemã Trevira. Se for tecno-economicamente bem-sucedido, espera-se que este material se torne um novo tipo de fio condutor leve.

Tecido enriquecido com grafeno funciona como sensor de pressão e foi aplicado na sola do calçado. (Crédito: Trevira)

Conforme discutido na primeira parte desta série “Materiais do futuro”, o grafeno destaca-se como uma excelente alternativa aos metais. Este material ambientalmente benigno, forte, prontamente disponível e altamente condutor está preparado para revolucionar uma ampla gama de aplicações, especialmente no campo das tecnologias vestíveis. Os componentes eletrônicos das tecnologias vestíveis são atualmente produzidos com tintas à base de metal que podem ser caras (por exemplo, prata e ouro), prejudiciais ao meio ambiente e sensíveis à oxidação. A substituição destes metais pelo grafeno resolveria estes desafios e ofereceria inúmeros benefícios, tornando-o a escolha ideal para o futuro das tecnologias vestíveis.