Un nuevo tipo de fibra cambia reversiblemente su forma en respuesta a la temperatura y puede ser hilada para formar prendas enteras que se transforman. Las posibles aplicaciones de la tecnología incluyen prendas de compresión para la recuperación posquirúrgica, interiores arquitectónicos adaptables e incluso ropa que "abraza" a su usuario al activarse.
La nueva fibra fue desarrollada por investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad Northeastern, EE. UU., y es compatible con técnicas de fabricación textil estándar, incluidas máquinas de coser/tejer y telares industriales y no industriales. A diferencia de las fibras que cambian de forma actuales, se puede combinar con un hilo conductor que se calienta cuando se le aplica una corriente eléctrica.
Liderados por jack forman, estudiante de doctorado en Centro de Bits y Átomos y Grupo de Medios Tangibles del MIT, el equipo fabricó la fibra sintetizando un elastómero de cristal líquido (LCE) en una reacción de “clic” de tiol-acrilato/eno de dos etapas y un solo recipiente. Aunque las moléculas en los cristales líquidos fluyen como un líquido, también pueden apilarse en una disposición cristalina periódica. En el material estudiado en este trabajo, las moléculas del cristal se desalinean cuando se calienta la fibra. Esta desalineación junta la red de elastómero y hace que el material se contraiga. Una vez que se elimina el calor, la fibra vuelve a su longitud original.
Como parte de un curso de posgrado (MAS.865 Creación rápida de prototipos de máquinas de creación rápida de prototipos: cómo hacer algo que haga (casi) cualquier cosa), Forman también desarrolló y construyó una máquina que puede hilar la fibra en un hilo continuo. La máquina calienta la resina LCE y la exprime lentamente a través de una boquilla. A medida que la fibra se extruye, se cura con luz ultravioleta. En la etapa final, la fibra se recubre con una película resbaladiza y se vuelve a curar. El resultado es una fibra fuerte y suave que luego se recoge en un recipiente superior y se sumerge en polvo para que pueda pasar fácilmente a la maquinaria de fabricación textil.
El proceso completo de síntesis e hilado dura unas 24 horas de principio a fin y genera una fibra lista para usar de aproximadamente un kilómetro de longitud. Pero Forman admite que desarrollarlo no fue todo un camino de rosas. "Dado que tanto la resina como la máquina se fabricaron internamente, teníamos mucha más libertad pero también una mayor variedad de problemas para depurar", dice. Mundo de la física. “A veces era imposible saber si un experimento fallaba porque la máquina o el material se comportaban mal. Ambos tuvieron que ser depurados, ya que no había lugar para conexiones eléctricas defectuosas o falta de precisión durante la síntesis”.
La fibra se puede tejer, tejer y bordar.
Además de detallar completamente el proceso de fabricación en UIST '23: Actas del 36.º Simposio anual de ACM sobre software y tecnología de interfaz de usuario, los investigadores han hecho que el diseño de su máquina de hilar personalizada sea de código abierto. A largo plazo, esperan que la fibra se convierta en algo que la gente pueda comprar fácilmente, como un ovillo de lana. "Uno puede imaginar un mundo en el que los tejidos adaptables fabricados a partir de este tipo de fibras formen parte de la vida cotidiana", afirma Forman.
Hasta la fecha, el equipo ha utilizado una máquina de tejer industrial para confeccionar varias prendas a partir de la fibra. Estos incluyen un sujetador deportivo que se ajusta cuando el usuario hace ejercicio, una cortina cambiante silenciosa y una lámpara que florece cuando se enciende.
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"También hicimos un suéter para mi perro, de modo que cuando ladra en mi oficina, presiono un botón en mi teléfono y lo comprime suavemente alrededor de ella para darle la sensación de estar abrazado", agrega Forman.
El siguiente paso, afirma, será ampliar el proceso de producción. “Ahora estamos explorando dispositivos y wearables de 'tamaño humano' más grandes. Se necesitan 150 m de fibra para hacer un par de jeans, por lo que es un buen comienzo que podamos producir de manera confiable 1 km de fibra en una tarde”.
Otros miembros del equipo eran Ozgun Kilic Afsar, neil gershenfeld, Zachary Gordon, Cedric Honnet, Hiroshi Ishi, Akshay Kothakonda, Rosalie (Hsin-Ju) Lin, sara nicita y Liu Yang en el MIT, así como Kristen Dorsey y Megan Hofmann at Universidad del Noreste.
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- Fuente: https://physicsworld.com/a/liquid-crystal-elastomers-make-morphing-fabric/
