Aquele Fio Novo?! – Dispositivos têxteis laváveis ​​e vestíveis são possíveis com MXene

Os pesquisadores da Drexel desenvolveram uma maneira de revestir o fio de celulose com flocos de um tipo de material condutor bidimensional, chamado MXene, para imbuí-lo da condutividade e durabilidade necessária para ser tricotado em tecidos funcionais.

Produzir tecidos funcionais que desempenhem todas as funções que desejamos, mantendo as características do tecido a que estamos habituados, não é tarefa fácil.

Dois grupos de pesquisadores da Universidade Drexel - um, que lidera o desenvolvimento de técnicas industriais de produção de tecidos funcionais, e o outro, pioneiro no estudo e aplicação de um dos supermateriais mais fortes e eletricamente condutores em uso atualmente - acreditam que tenha uma solução.

Eles melhoraram um elemento básico dos têxteis: o fio. Ao adicionar capacidades técnicas às fibras que conferem aos têxteis o seu carácter, ajuste e toque, a equipa demonstrou que pode tricotar novas funcionalidades nos tecidos sem limitar a sua usabilidade.

Num artigo publicado recentemente na revista Advanced Functional Materials, os investigadores, liderados porYury Gogotsi, PhD, Distinguido professor universitário e de Bach na Faculdade de Engenharia de Drexel, eGenevieve Dion, professor do Westphal College of Media Arts & Design e diretor do Centro de Tecidos Funcionais da Drexel, mostrou que eles podem criar um fio durável e altamente condutor revestindo fios padrão à base de celulose com um tipo de material bidimensional condutor chamado MXene.

“Os wearables atuais utilizam baterias convencionais, que são volumosas e desconfortáveis, e podem impor limitações de design ao produto final”, escrevem. “Portanto, o desenvolvimento de fios flexíveis, eletroquimicamente e eletromecanicamente ativos, que podem ser projetados e tricotados em tecidos completos, fornecem insights novos e práticos para a produção escalonável de dispositivos baseados em têxteis.”

A equipe relatou que seu fio condutor contém mais material condutor nas fibras e pode ser tricotado por uma máquina de tricô industrial padrão para produzir um tecido com capacidades de desempenho elétrico de alto nível. Esta combinação de capacidade e durabilidade se destaca do resto do campo de tecidos funcionais hoje.

A maioria das tentativas de transformar têxteis em tecnologia vestível utiliza fibras metálicas rígidas que alteram a textura e o comportamento físico do tecido. Outras tentativas de fabricar têxteis condutores utilizando nanopartículas de prata, grafeno e outros materiais de carbono levantam preocupações ambientais e não cumprem os requisitos de desempenho. E os métodos de revestimento que conseguem aplicar com sucesso material suficiente a um substrato têxtil para torná-lo altamente condutivo também tendem a tornar os fios e tecidos demasiado frágeis para resistir ao desgaste normal.

“Alguns dos maiores desafios em nossa área são o desenvolvimento de fios funcionais inovadores em escala que sejam robustos o suficiente para serem integrados ao processo de fabricação têxtil e resistirem à lavagem”, disse Dion. “Acreditamos que demonstrar a capacidade de fabricação de qualquer novo fio condutor durante as fases experimentais é crucial. A alta condutividade elétrica e o desempenho eletroquímico são importantes, mas também o são os fios condutores que podem ser produzidos por um processo simples e escalável com propriedades mecânicas adequadas para integração têxtil. Tudo deve ser levado em consideração para o desenvolvimento bem-sucedido dos dispositivos da próxima geração que podem ser usados ​​como roupas do dia a dia.”

Dion foi pioneira no campo da tecnologia vestível, valendo-se de sua experiência em moda e design industrial para produzir novos processos de criação de tecidos com novas capacidades tecnológicas. Seu trabalho foi reconhecido pelo Departamento de Defesa, que incluiu Drexel e Dion, em seu esforço Advanced Functional Fabrics of America para tornar o país um líder na área.

Ela se uniu a Gogotsi, um pesquisador líder na área de materiais condutores bidimensionais, para enfrentar o desafio de fazer um fio condutor que resistisse ao tricô, ao uso e à lavagem.