El revolucionario invento del MIT para crear ropa que cambia de forma según la temperatura

Ingenieros del MIT crean una fibra programable y activa, llamada FibeRobo, que se contrae y expande en respuesta a los cambios de temperatura.

4 noviembre, 2023 01:47

Nacho Castañón @nachocastaf

La moda, un pilar fundamental en España, y la tecnología siempre han caminado de la mano. Una combinación que, desde hace tiempo, ha permitido la creación de tejidos inteligentes con capacidades sorprendentes, desde aquellos que son capaces de reducir la temperatura corporal en cuestión de segundos hasta los que incorporan cámaras y sensores. Sin embargo, ahora unos ingenieros del prestigioso Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han dado un paso más al crear una fibra programable y activa que cambia de forma según la temperatura.

En un mundo en constante evolución, la necesidad de vestirse adecuadamente para hacer frente a las variaciones climáticas es un desafío cotidiano. Los cambios bruscos de temperatura obligan a una constante adaptación del vestuario. Pero ahora, gracias a un invento de ingenieros del MIT, en lugar de necesitar un abrigo para cada estación del año, se podría tener en el armario una única chaqueta que cambie dinámicamente de forma para volverse más aislante y mantener el calor cuando baja la temperatura.

Una nueva fibra programable y activa desarrollada por estos ingenieros podría hacer realidad esta visión algún día; terminando así con la necesidad de tener que contar con un tipo de prenda para cada estación del año. Conocida como FibeRobo, esta fibra destaca por su capacidad para contraerse cuando aumenta la temperatura y de expandirse cuando disminuyen. Todo ello sin la necesidad de contar con sensores integrados ni otro tipo de componentes rígidos.

Cambia de forma

Desde hace mucho tiempo los investigadores de todo el mundo trabajan en la producción de fibras que cambien de forma y se puedan incorporar a tejidos para diversas aplicaciones. Sin embargo, muchas de ellas requieren de hardware que las hace inviables fuera del laboratorio. Hasta ahora. FibeRobo es una fibra de bajo coste totalmente compatible con la maquinaria de fabricación textil existente y puede producirse continuamente por kilómetros.

Los ingenieros del MIT querían desarrollar una fibra que actuara silenciosamente y cambiara de forma drásticamente, siendo compatible con los procedimientos habituales de fabricación textil. Para lograrlo, utilizaron un material conocido como elastómero de cristal líquido (LCE). Se trata de una serie de moléculas que pueden fluir como un líquido, pero que, cuando se asientan, se apilan en una disposición periódica.

Así es FibeRobo, la fibra del MIT que cambia según la temperatura

Los investigadores incorporaron estas estructuras cristalinas a una red de elastómeros que se estiran como una goma elástica. Cuando el LCE se calienta, las moléculas de cristal se desalinean y tiran de la red de elastómeros, haciendo que la fibra se contraiga. Y cuando se retira el calor, vuelven a su alineación original y el material recupera su forma inicial. Para controlar las propiedades de FibeRobo, como el grosor o la temperatura a la que actúa, los ingenieros mezclaron cuidadosamente productos químicos para sintetizar el LCE.

Durante su investigación, los ingenieros consiguieron perfeccionar una técnica de preparación que crea una fibra de LCE que puede actuar a temperaturas seguras para la piel, lo que la hace totalmente adecuada para tejidos ponibles. "Hay muchos botones que podemos girar. Nos costó mucho trabajo idear este proceso desde cero, pero al final nos da mucha libertad para la fibra resultante", explica en un comunicado Jack Forman, ingeniero del MIT y autor principal del estudio.

FibeRobo, la fibra del MIT. MIT Omicrono

Para crear esta fibra, Forman construyó una máquina utilizando piezas impresas en 3D y cortadas con láser; además de usar componentes electrónicos básicos. Un aparato que calienta la resina LCE, que es espesa y viscosa, que luego se exprime lentamente a través de una boquilla como la de una pistola de pegamento. A medida que la resina sale, se va curando cuidadosamente utilizando luces ultravioleta (UV) que brillan a ambos lados de la fibra que se extruye lentamente.

A continuación, la fibra se sumerge en aceite para darle una capa resbaladiza y se vuelve a curar, esta vez con las luces UV al máximo, creando una fibra fuerte y lisa. En el último paso, ésta se recoge en una bobina superior y se sumerge en polvo para que se deslice fácilmente en las máquinas de fabricación textil. Un proceso que dura tan sólo un día y que permite producir aproximadamente un kilómetro de fibra lista para usar.

Los ingenieros destacan en su investigación que FibeRobo puede contraerse hasta un 40% sin doblarse, actuar a temperaturas que no dañan la piel -se puede contraer hasta un 25% aproximadamente- y producirse con una configuración de bajo coste por 20 céntimos el metro; por lo que es unas 60 veces más barata que las fibras que cambian de forma disponibles en el mercado. Para demostrar su potencial, los investigadores crearon un sujetador deportivo adaptable hecho mediante bordado que se tensa cuando el usuario comienza a hacer ejercicio.

Combinar con chips

Los investigadores también estudian otras formas de fabricar fibras funcionales, por ejemplo, incorporando chips digitales a microescala en un polímero, utilizando un sistema fluídico activado o incluyendo material piezoeléctrico capaz de convertir las vibraciones sonoras en señales eléctricas. De esta manera, FibeRobo se activa con electricidad, lo que ofrece al usuario un control digital sobre la forma del tejido; que podría cambiar en función de cualquier dato digital, como las lecturas de un sensor de frecuencia cardiaca.

[Crean el tejido de los trajes de los superhéroes, capaz de volverse flexible o rígido a voluntad]

"Utilizamos tejidos para todo. Fabricamos aviones con materiales compuestos reforzados con fibras, cubrimos la Estación Espacial Internacional con un tejido que protege de la radiación, los usamos para la expresión personal y para ropa de alto rendimiento. Gran parte de nuestro entorno es adaptable y reactivo, pero lo que tiene que ser más adaptable y reactivo -los tejidos- es completamente inerte", indica Jack Forman.

Con vistas al futuro, los ingenieros esperan que su fibra se pueda comprar en una tienda manualidades como si fuera un ovillo de hilo y planean hacer reciclables o biodegradables los componentes químicos de FibeRobo, y agilizar el proceso de síntesis de polímeros para que los usuarios sin conocimientos de laboratorio puedan fabricarlo por su cuenta. "Al fin y al cabo, no queremos un tejido de diva. Quieres una fibra que, cuando trabajes con ella, entre en el conjunto de los materiales: una con la que puedas trabajar como con cualquier otro material de fibra, pero que luego tenga un montón de nuevas y excitantes capacidades", afirma Forman.