Nanofibras y Nanotecnología en Textiles

Nanofibras

Piense en una regla de un metro, la cual muestra cien centímetros. Ahora piense en la unidad más pequeña marcada en esa regla, el milímetro, o una milésima parte de un metro. Eso es bastante pequeño. Pero, ¿puedes siquiera imaginar una mil millonésima parte de un metro?

Bueno, un nanómetro es solo eso: una unidad de medida equivalente a una milmillonésima parte de un metro. Eso es tan pequeño que un solo nanómetro tiene solo unos 3 o 4 átomos de ancho. Ahora, la pregunta obvia con los nanómetros es esta: ¿por qué demonios necesitaríamos una unidad de medida tan ridículamente minúscula?

Bueno, lo creas o no, esta unidad en realidad se usa en la industria textil. Gracias a la tecnología moderna, ahora tenemos la capacidad de crear nanofibras, definidas como fibras con un ancho de 100 nanómetros o menos. A pesar de su tamaño, estas diminutas fibras pueden diseñarse para hacer cosas bastante increíbles. El próximo gran avance en textiles puede ser el más pequeño hasta ahora.

Las nanofibras son de tamaño microscópico.

Nanotejidos

Las nanofibras son bastante increíbles. Dado que deben producirse sintéticamente, se pueden personalizar para diversos fines. Algunos están hechos para conducir electricidad, algunos para conducir o resistir el calor, otros para ser lo más fuertes e inflexibles posible.

Lo que las nanofibras son capaces de hacer básicamente se reduce a cómo se fabrican y utilizan. La mayoría de las nanofibras se fabrican mediante un proceso llamado electrohilado, en el que una solución de polímero (plástico) se hace girar a velocidades muy altas y se expone a fuerzas electrostáticas, lo que convierte los polímeros en fibras extremadamente delgadas. Es la solución de polímero la que determinará las propiedades finales de la nanofibra.

Un diagrama de electrospinning para los científicamente inclinados

Las propias nanofibras se combinan luego en una malla tejida o sintetizada llamada nanotejidos. Las nanotelas pueden incluir telas hechas enteramente de nanofibras, pero más a menudo describen telas hechas de otros materiales mejorados con nanofibras.

A menudo, las nanofibras se tejen en la tela, pero también se pueden crear nanotelas aplicando directamente la solución de polímero a la tela existente. Cuando esto sucede, las diminutas nanopartículas en la solución se unen a las fibras normales y las refuerzan, haciéndolas más fuertes o resistentes al agua o para lo que sea que el polímero esté diseñado.

Nanofibras en Textiles

Imagina trabajar en la industria textil y aprender que se pueden agregar fibras microscópicas a tus telas para básicamente hacer que hagan lo que quieras. Es un pensamiento emocionante y mucha gente cree que las nanofibras podrían ser el futuro de los textiles.

Las soluciones de nanofibras y polímeros de nanopartículas ya se están utilizando de diversas maneras:

• Para hacer telas resistentes al agua o líquidos, lo cual es útil en tapicería, deportes, etc.
• Para crear tejidos resistentes al calor para usos en trajes de bombero y construcción.
• Para matar bacterias, dándole aplicaciones importantes en los campos médicos. Algunos innovadores incluso han propuesto crear ropa resistente a las bacterias para el uso diario.

Quizás el uso más prometedor de las nanofibras en los textiles diarios es la capacidad de crear fibras diminutas que conducen la electricidad. Al integrar estas nanofibras en la ropa, por ejemplo, las prendas podrían conducir la electricidad de manera controlada y, por lo tanto, integrarse con otras formas de tecnología.

Imagínese poder enviar un mensaje de texto a alguien tocando sus jeans o monitoreando los signos vitales de un paciente con su bata. Toda la prenda no conduce electricidad, solo las nanofibras lo son. Este campo de la nanotecnología está cobrando impulso a medida que más personas ven a las nanofibras como el futuro de lo que pueden hacer nuestros textiles.

Desafíos de las nanofibras

Si las nanofibras son tan geniales, ¿por qué no las vemos ya en todas partes? Si bien hay muchas promesas en este campo, también hay muchos desafíos. Por un lado, la capacidad de producir nanofibras de manera consistente es relativamente nueva. Esta es un área joven de investigación práctica, lo que significa que todavía estamos desarrollando nuevos tipos de nanofibras.

Así como no todas las fibras naturales son adecuadas para convertirlas en textiles, la mayoría de las nanofibras son demasiado rígidas o demasiado débiles para ser hiladas en prendas de vestir sin romperse. Los científicos están encontrando nuevas formas de crear nanofibras más fuertes y flexibles, pero esa investigación llevará algún tiempo.

No todas las nanofibras son adecuadas para tejer en textiles portátiles

Además, y esto es importante, las nanofibras cuestan mucho dinero. Este no es un producto barato de crear y, por lo tanto, cualquier textil hecho con nanofibras va a ser muy caro. Estamos hablando de varios miles de dólares por una sola prenda. Entonces, en este momento, los textiles de nanofibras son económicamente prohibitivos.

Una vez más, sin embargo, esperamos que esto cambie en un futuro próximo. Este campo ya ha logrado avances increíbles en los aproximadamente 10 a 15 años en que las nanofibras se han considerado aplicables a la industria textil. El desarrollo de estas diminutas fibras no ha sido poca cosa.

Resumen de la lección

Una nanofibra es un filamento de polímero sintético con un ancho de 100 nanómetros o menos. Estas diminutas fibras se producen a partir de una solución de polímero, esencialmente un baño de productos químicos sintéticos, hilados a través de electrohilado en nanotejidos. La solución de polímero también se puede aplicar directamente a las telas existentes para mejorar varias propiedades.

Las nanofibras se están aplicando a la industria textil como una forma de fabricar telas utilizables que puedan resistir el calor, el agua o las bacterias, e incluso conducir la electricidad. Si bien hay mucho potencial en este campo, también hay muchos desafíos. Muchas nanofibras son demasiado rígidas o demasiado débiles para su uso en textiles, y todas son caras. ¿Podrían las nanofibras ser la próxima gran novedad? Ya veremos.