Pocas cosas pueden ser más pegajosas que las prendas reversibles, pero un equipo de ingenieros ha inventado una nueva tela que podría ser, literalmente, la prenda más genial y la más genial en la ropa.
La tela sintética calienta o enfría al usuario, dependiendo de qué lado quede frente al cuerpo. Los investigadores ya están tratando de comercializar el primer invento de su tipo, que pronto podría ahorrar a los usuarios una gran cantidad de angustia por el control climático y dinero.
La calefacción y la refrigeración es el mayor gasto de energía para la mayoría de los hogares en los Estados Unidos, lo que representa aproximadamente el 40% del uso de energía en el hogar. Entonces, los investigadores han comenzado a buscar otras formas de controlar la ropa similar al mercurio. La parte de calentamiento es fácil: diseñe materiales aislantes que atrapen mejor el calor del cuerpo. El enfriamiento ha sido más duro, porque los textiles normalmente atrapan el calor junto a la piel. Una estrategia reciente es crear materiales que sean transparentes a la radiación infrarroja (IR) producida por el cuerpo, que representa entre el 40% y el 60% del calor corporal perdido, lo que permite que pase al aire exterior.
Ahora, Yi Cui, un científico de materiales en la Universidad de Stanford en Palo Alto, California, y sus colegas han combinado los enfoques aislantes e infrarrojos en un tejido en capas que se calienta o enfría dependiendo de qué cara se encuentre el usuario. La mayor parte del material de 45 micras de grosor está hecho de polietileno (PE), un plástico barato, que en este caso se perfora con agujeros de tamaño nanométrico. Este nano-PE bloquea la luz visible, por lo que no se puede ver a través de ella como si se tratara de una envoltura de plástico a base de polietileno. Pero permite que el IR del cuerpo pase directamente. Intercalado en el interior es un material de dos partes: nano-PE que está recubierto en un lado con carbón negro que absorbe IR (y que emite), y en el otro lado una capa ultrafina de cobre que solo absorbe débilmente y emite IR.
Fundamentalmente, esta doble capa no se encuentra justo en el medio de la tela, sino más cerca de un lado que del otro. Cuando la doble capa está más cerca de la piel, la capa de carbono está en el exterior. A medida que absorbe el calor del cuerpo, lo irradia de nuevo hacia el aire circundante, enfriando al usuario; la capa de cobre en el interior lo bloquea para que no se irradie hacia la piel. Pero si la prenda se da vuelta al revés, la doble capa está más alejada del cuerpo. Eso evita que la capa de carbono absorba tanto calor de la piel. Y cualquier calor que se absorba y se vuelva a irradiar se refleja hacia la piel por la capa de cobre que ahora se encuentra hacia el exterior, atrapando efectivamente el calor del cuerpo.
La tecnología funciona tan bien que puede crear una diferencia de temperatura de 6,5 ° Cdependiendo de la manera en que se use, Cui y sus colegas informan hoy en Science Advances . Eso podría ser suficiente para que el termostato esté un poco más frío en el invierno y más cálido en el verano, y aún así tener a todos en el edificio cómodos. Además, el modelado por computadora sugiere que las mejoras adicionales deberían ser capaces de más del doble de este cambio de temperatura.
“Es un trabajo emocionante”, dice Evelyn Wang, ingeniera mecánica en el Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge. “Creo que es un concepto elegante y bastante simple”. A diferencia de otras tecnologías de regulación del calor, este material se basa en un efecto pasivo de calentamiento y enfriamiento, lo que significa que no necesita energía externa para hacer el trabajo, lo que debería facilitarlo. para producir y mantener
Cui y sus colegas ya han comenzado los esfuerzos para comercializar la tecnología y planean formar una compañía para lanzarla al mercado en los próximos años. Las capas de carbono y cobre son tan delgadas que, como el polietileno, deberían ser baratas, dice Cui. Pero el futuro tejido tendrá que superar otros obstáculos prácticos, como demostrar ser duradero y estable después del lavado.