El revolucionario material para tener ropa más calentita en invierno gracias a las placas solares

Ingenieros crean un metatejido termorregulador a base de microfibras y células solares que responde a los cambios de temperatura del exterior.

22 diciembre, 2023 02:46

Nacho Castañón @nachocastaf

El impacto del avance tecnológico se ha extendido de manera significativa por diversas industrias, especialmente en el sector de la moda, una de las áreas más estratégicas en España. Una revolución que no sólo ha propiciado la creación de nuevos textiles, sino que también ha dado lugar a prendas inteligentes dotadas de cámaras y sensores con las que espiar a los demás; incluso a un tejido que baja la temperatura del cuerpo en segundos. La última innovación viene directamente desde China, donde unos ingenieros han sorprendido con un nuevo material para combatir el frío en invierno: un metatejido que usa paneles solares para calentar al ser humano.

La ropa suele ayudar a regular el confort térmico, pero normalmente se centra únicamente en mantener a una persona más caliente o más fresca; y el cuerpo humano debe mantenerse dentro de un determinado rango de temperatura para su comodidad y seguridad. Partiendo de esa base, unos ingenieros de la Universidad de Nankai, en Tianjin (China), han desarrollado una prenda termorreguladora que combina células fotovoltaicas con dispositivos electrocalóricos bidireccionales que responden a los cambios de temperatura del exterior.

Unas tecnologías que, combinadas, permiten a estos tejidos calentar el cuerpo de la persona cuando hace frío y de refrescarlo en los meses de mucho calor. En este caso, este nuevo metatejido está fabricado a base de microfibras y proporciona termorregulación de la temperatura corporal durante todo el día en periodos de temperaturas exteriores cambiantes; tal y como han señalado sus creadores Chen Yongsheng, Ma Rujun y Liu Yongsheng, tres profesores de la Universidad de Nankai, en su investigación publicada en la revista Science.

Calienta cuando hace frío

La termorregulación es un proceso por el cual el cuerpo humano mantiene una temperatura estable. Es decir, el organismo es capaz de detectar los cambios de temperatura gracias a terminaciones nerviosas del cerebro y cerca de la superficie de la piel, llamadas termorreceptores. Llevado el concepto a este nuevo material, los investigadores han señalado que su revolucionaria ropa puede mantener caliente a la gente cuando hace frío y, en algunos casos, ayudarles a estar frescos cuando el calor aprieta.

En anteriores investigaciones, los mismos ingenieros habían intentado ampliar las capacidades de la ropa añadiendo elementos de calefacción o refrigeración, pero hasta la fecha la mayoría de dichos productos resultaban muy voluminosos e incómodos para el uso diario. Para este segundo estudio, los científicos se han basado en una innovación anterior que consistía en crear metatejidos a fuerza de microfibras que pudieran proporcionar refrigeración radiativa diurna.

La ropa con energía solar que regula tu temperatura. Nankai University Omicrono

Para ello, trataron de combinar células solares flexibles con tecnología electrocalórica, un fenómeno en el que un material muestra un cambio de temperatura reversible bajo un campo eléctrico aplicado. Los ingenieros terminaron logrando crear un metatejido a base de microfibras que se pudiera usar a diario y en circunstancias ordinarias. En el corazón de este nuevo textil se encuentra un módulo fotovoltaico orgánico que está combinando con un dispositivo electrocalórico bidireccional.

Como ambos son flexibles, se pueden integrar perfectamente en un textil para confeccionar prendas de vestir. Otra característica interesante es que, gracias a su bidireccionalidad, dicha ropa puede proporcionar calor o un efecto refrescante en función del clima. Durante sus pruebas, el equipo de investigación ha demostrado que el textil fabricado con esta tecnología puede responder rápidamente a los diversos cambios de temperatura ambiente.

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Una plataforma termorreguladora portátil autoalimentada que posee una estructura sencilla, un diseño compacto, una alta eficiencia y una gran capacidad de autoadaptación que solamente usa la luz solar como única fuente de energía para accionar los dispositivos de gestión térmica. Como resultado de su investigación, los ingenieros han logrado una ropa inteligente que permite al cuerpo humano lograr refrigeración a la luz del sol, cuando la temperatura es alta, y calor en la oscuridad, cuando es baja y hace frío.

Una celda solar de la ropa. Nankai University Omicrono

En otras pruebas los científicos han demostrado que su metatejido era capaz de proporcionar a la persona que lo llevaba puesto un confort térmico de 10,1 Kelvin (K) de refrigeración a la piel en un ambiente caluroso y 3,2 K de calefacción cuando hacía frío; y que era capaz de mantener la temperatura de la piel en un intervalo térmico de 32 a 36º C; incluso cuando la temperatura ambiente variaba de 12,5 a 37,6º C. También han asegurado que su sistema ofrece un bajo consumo de energía y una alta eficacia, y tan sólo necesita 12 horas de entrada de energía de la luz solar para ofrecer hasta 24 horas de termorregulación controlable y de modo dual.

Continuar su desarrollo

En los últimos años se han desarrollado una variedad de sistemas de regulación de la temperatura corporal, pero estos no han sido capaces de funcionar durante largos periodos de tiempo sin aporte adicional de energía. En el caso de este invento, al funcionar con la luz solar, no necesita el apoyo de ninguna otra fuente de energía, por lo que se puede utilizar este sistema en diversos entornos adversos y durante todo el día.

Esquema de la investigación. Nankai University Omicrono

Incluso se podría colocar en una variedad de prendas. "Si es posible enfriarse bajo el sol y mantenerse caliente en la oscuridad de la noche, y se puede utilizar la ilimitada y ubicua energía solar para lograr la mencionada gestión térmica del cuerpo humano en todo tiempo y autosostenida; el espacio vital de nuestra raza humana se ampliará enormemente", ha afirmado Chen Yongsheng, uno de los autores, en un comunicado oficial.

Otra ventaja de esta investigación es que el sistema muestra aplicaciones potenciales en el campo de la temorregulación, aunque por el momento los ingenieros han indicado que "aún quedan muchas cuestiones científicas y técnicas importantes a resolver". Por ejemplo, la forma de mejorar todavía más la eficiencia energética, optimizar la estructura de los dispositivos integrados o la integración en prendas de vestir a mayor escala, entre otras.

"Seguiremos trabajando duro para seguir optimizando y mejorando su rendimiento a través de la investigación, con el fin de hacer más contribuciones al mejor uso de la energía verde, así como para mejorar la supervivencia de los seres humanos en entornos extremos y duros, como las regiones polares y el espacio", ha concluido Chen Yongsheng.