Nuevos avances hacia los e-textiles respetuosos con el medio ambiente

La incorporación de componentes electrónicos en los textiles están ganando terreno en el sector de la moda, el deporte o la salud, pero complica el reciclaje de las prendas. Ahora, investigadores británicos han desarrollado un tejido electrónico más eficiente y fácilmente degradable.

Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Southampton y la UWE Bristol, en Reino Unido, ha demostrado que las prendas de tejidos electrónicos (e-textiles) pueden ser sostenibles y biodegradables. El nuevo estudio, en el que también han participado las universidades británicas de Exeter, Cambridge, Leeds y Bath, describe y pone a prueba un nuevo método sostenible para fabricar e-textiles ecológicos totalmente impresos por inyección de tinta, denominado «Smart, Wearable, and Eco-friendly Electronic Textiles» (SWEET). Los resultados se han publicado en la revista Energy and Environmental Materials.

Los textiles electrónicos son aquellos que llevan incorporados componentes eléctricos, como sensores, pilas o luces. Pueden usarse en moda, en ropa deportiva de alto rendimiento o con fines médicos, como prendas que controlan las constantes vitales de las personas.

Estos tejidos deben ser duraderos, cómodos y seguros, pero también, en un sector textil cada vez más preocupado por los residuos, deben ser respetuosos con el medio ambiente cuando ya no se necesiten.

El profesor Nazmul Karim, de la Escuela de Arte Winchester de la Universidad de Southampton, que dirigió el estudio, explica que «integrar componentes eléctricos en textiles convencionales complica el reciclado del material porque suele contener metales, como la plata, que no se biodegradan fácilmente. Nuestro posible enfoque ecológico para seleccionar materiales sostenibles y fabricarlos lo supera, ya que permite que el tejido se descomponga cuando se desecha».

El diseño del equipo consta de tres capas: una de detección, otra de interfaz con los sensores y un tejido de base. Para la base se utiliza un tejido llamado Tencel, fabricado a partir de madera renovable y biodegradable. La electrónica activa del diseño está hecha de grafeno, junto con un polímero llamado PEDOT: PSS. Estos materiales conductores se imprimen con precisión por chorro de tinta sobre el tejido.

Monitorizar funciones fisiológicas

Los investigadores probaron muestras del material para la monitorización continua de funciones fisiológicas con cinco voluntarios. Las muestras de tejido, conectadas a equipos de monitorización, se fijaron a los guantes que llevaban los participantes. Los resultados confirmaron que el material puede medir con eficacia y fiabilidad tanto la frecuencia cardiaca como la temperatura al nivel estándar de la industria.

La Dra. Shaila Afroj, catedrática asociada de Materiales Sostenibles de la Universidad de Exeter y coautora del estudio, destaca la importancia de este rendimiento: «Lograr una monitorización fiable y conforme a las normas de la industria con materiales ecológicos es un hito significativo. Demuestra que la sostenibilidad no tiene por qué ir en detrimento de la funcionalidad, especialmente en aplicaciones críticas como la sanidad».

A continuación, el equipo del proyecto enterró los e-textiles en tierra para medir sus propiedades biodegradables. Al cabo de cuatro meses, el tejido había perdido el 48% de su peso y el 98% de su solidez, lo que sugiere una descomposición relativamente rápida y también eficaz. Además, una evaluación del ciclo de vida reveló que los electrodos basados en grafeno tenían hasta 40 veces menos impacto en el medio ambiente que los electrodos estándar.

Marzia Dulal, de la UWE Bristol, becaria de doctorado de la Commonwealth y primera autora del estudio, destaca el impacto ambiental: «Nuestro análisis del ciclo de vida demuestra que los textiles electrónicos basados en grafeno dejan una huella ambiental muy inferior a la de los productos electrónicos tradicionales. Esto los convierte en una opción más responsable para las industrias que buscan reducir su impacto ecológico».

Un proceso sin residuos y más eficiente

El proceso de impresión por chorro de tinta es también un método más sostenible para fabricar e-textiles, ya que deposita en los tejidos la cantidad exacta de materiales funcionales que se necesitan, casi sin desperdiciar material y con menos consumo de agua y energía que la serigrafía convencional.

El profesor Karim concluye que «en medio de la creciente contaminación de los vertederos, nuestro estudio ayuda a subsanar la falta de investigación en el ámbito de la biodegradación de los e-textiles. Estos materiales serán cada vez más importantes en nuestras vidas, sobre todo en el ámbito de la salud, por lo que es realmente importante que estudiemos cómo hacerlos más ecológicos, tanto en su fabricación como en su eliminación».

Los investigadores esperan poder avanzar ahora en el diseño de prendas fabricadas con SWEET para su posible uso en el sector sanitario, sobre todo en el ámbito de la detección precoz y la prevención de enfermedades relacionadas con el corazón que padecen 640 millones de personas en todo el mundo, según la British Heart Foundation.