Nova fibra condutora à base de algodão é ideal para tecidos inteligentes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/12/2023

Os dois materiais permanecem coesos, garantindo a funcionalidade e a resistência mecânica da fibra.
[Imagem: Washington State University]

Algodão condutor

Uma nova fibra com a flexibilidade do algodão e a condutividade elétrica de um polímero orgânico pode ser a matéria-prima que faltava para a construção de tecidos eletrônicos, roupas inteligentes e uma série de tecnologias de vestir.

"[Nós fabricamos] uma fibra em duas seções: Uma seção é o algodão convencional, flexível e forte o bastante para o uso diário, e o outro lado é o material condutor. O algodão pode suportar o material condutor que pode fornecer a função necessária," disse a pesquisadora Hang Liu, da Universidade Estadual de Washington, nos EUA.

Na verdade, a fibra demonstrou uma flexibilidade também no sentido metafórico: Os pesquisadores demonstraram seu uso desde em circuito simples para acender um LED até um sensor capaz de detectar o gás amônia.

Embora seja apenas um protótipo em estágio inicial de desenvolvimento, a ideia é integrar fibras multifuncionais como essa em roupas dotadas de sensores e circuitos flexíveis. Esses tecidos podem fazer parte de uniformes dos bombeiros ou trabalhadores que manuseiam produtos químicos, para detectar exposições perigosas. Outras aplicações incluem o monitoramento de saúde ou camisetas de exercícios que podem ter mais funcionalidades do que os monitores de condicionamento físico atuais.

"Já temos alguns vestíveis inteligentes, como relógios inteligentes, que podem rastrear seus movimentos e sinais vitais humanos, mas esperamos que no futuro suas roupas do dia a dia também possam realizar essas funções," disse Liu. "Moda não é só cor e estilo, como muita gente pensa: moda é ciência."

Amostras da fibra produzidas em laboratório. Agora será necessário migrar o processo para o ambiente industrial.
[Imagem: Dean Hare, Washington State University]

Mistura precisa

O grande trunfo deste trabalho foi superar os desafios de misturar um polímero condutor com a celulose do algodão.

Polímeros são substâncias com moléculas muito grandes que apresentam padrões repetidos. Neste caso, os pesquisadores utilizaram a polianilina, também conhecida como PANI, um polímero sintético com propriedades condutoras já utilizado em aplicações como fabricação de placas de circuito impresso.

Embora intrinsecamente condutiva, a polianilina é frágil e por si só não pode ser transformada em fibra para têxteis. Para resolver isso, os pesquisadores dissolveram a celulose do algodão retirado de camisetas recicladas em uma solução, e o polímero condutor em outra solução separada. Essas duas soluções foram então misturadas e o material resultante foi extrudado para formar uma fibra - a extrusão envolve forçar um material através de um orifício para produzir uma forma alongada.

Encontrada a dosagem correta dos dois materiais, a fibra resultante apresentou uma boa ligação interfacial, o que significa que as moléculas dos dois materiais diferentes permaneceram coesos durante o alongamento e a flexão.

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