Los textiles o telas se han obtenido tradicionalmente por el procedimiento del tejido de hilos. Por tejer se entiende entrecruzar hilos de manera coherente, ya sea mediante el sistema de urdimbre y trama o mediante el de solo urdimbre, como en ciertos tules, o uniendo lazadas para formar una malla, como en el tejido de punto. Pero cada vez se crean más textiles no tejidos entrelazando capas de hilos mecánica, química o térmicamente, siendo ejemplos de estas técnicas el electrohilado (apartado 3.2) o el hidroentrelazado (apartado 3.4). La figura 9.9 muestra dos ejemplos de textiles no tejidos.
Los seres humanos hemos utilizado los materiales textiles desde siempre con finalidades protectoras y estéticas, pero modernamente se les están agregando funcionalidades especiales para convertirlos en materiales técnicos no solo útiles en el ámbito de la indumentaria, sino en otro muchos como la agricultura, la construcción, la ingeniería civil, la automoción, la industria, la medicina, la ecología o el deporte.
Forman parte de estos nuevos materiales los llamados tejidos electrónicos y los tejidos inteligentes. Se trata de textiles que o bien llevan integrados en su interior elementos electrónicos o bien están hechos de fibras que de por sí tienen propiedades electrónicas y pueden actuar como sensores que detectan cambios en el entorno para responder a ellos. Por ejemplo, hay telas que pueden absorber energía del medio (de vibraciones, sonido, calor) y producir luz o cambiar de color. Como sensores, los textiles han seguido tres etapas de desarrollo. En la primera, el sensor se conectaba a la ropa; en la segunda, este se integró completamente en ella; en la tercera, prenda y sensor son lo mismo.
Algunas de las aplicaciones de estos textiles son meramente estéticas o de divertimento, como la que se ilustra en la figura 9.10. Se trata de una obra de arte que ha sido expuesta en museos. Es un vestido de hilos fotoluminiscentes que se iluminan y se mueven suavemente cuando un espectador mira hacia ellos; la dirección de su mirada la detecta una cámara de seguimiento ocular y el efecto es parecido al que se observaría si el espectador estuviese acariciando el vestido con la mano.
Pero la mayoría de las aplicaciones son mucho más prácticas. Así, los textiles técnicos se están empleando en el campo de la medicina para la detección de compuestos bioquímicos, medir las frecuencias cardiaca y respiratoria, la temperatura o la tensión. Los hay que pueden mejorar el rendimiento deportivo regulando la temperatura corporal, reduciendo la resistencia al viento o controlando la vibración muscular. Hay telas para protegerse contra peligros ambientales extremos como la radiación y otras que ayudan a procurar la seguridad del personal que maneja materiales peligrosos. Existen textiles médicos que liberan medicamentos y otros con propiedades humectantes y anti-envejecimiento[3]. Se han hecho ropas que evalúan el nivel fatiga de conductores de camiones[4] y prendas capaces de detectar las causas de la incomodidad que siente una persona con una prótesis[5].
Una posibilidad de los textiles de este tipo muy diferente de su uso como ropa es como soporte flexible para crear dispositivos electrónicos. Así, se han hecho pantallas, sistemas de memoria o transistores portátiles basados en textiles. Otra aplicación en esta línea es como supercondensadores. Por supercondensador se entiende un dispositivo electroquímico capaz de proporcionar una densidad de energía muy alta, hasta tres órdenes de magnitud superior a la de los condensadores clásicos. Un condensador clásico acumula carga entre dos láminas separadas por un material dieléctrico (o aislante); el funcionamiento del supercondensador es muy diferente. La mayoría de ellos están fabricados con electrodos de carbono y electrolitos (como hidróxido de sodio o ácido sulfúrico). Otros se basan en electrodos de polímero conductor o de óxido metálico, consiguiéndose la acumulación de carga mediante reacciones redox o por otros mecanismos.
Una aplicación interesante de algunas fibras naturales que cumple el requerimiento de sostenibilidad que cada día es más deseable en la fabricación de materiales es como sustrato de supercondensadores que se puedan integrar fácilmente en dispositivos electrónicos portátiles. El tejido de bambú es una adecuada elección en este sentido porque esta fibra tiene buenas propiedades de resistencia mecánica, ligereza, capacidades antibacterianas, bajo costo y alta durabilidad. Además, el bambú es una planta de rápido crecimiento y con pocas exigencias de riego, fertilizantes, pesticidas, etc.
Para fabricar un supercondensador con tela de bambú, esta se impregna de los compuestos químicos adecuados. La impregnación se hace por un método parecido al que se aplica en las impresoras de inyección de tinta. En este caso, las “tintas” son de MnO2–NiCo2O4 para la tela que hace de electrodo positivo (figura 9.11) y óxido de grafeno reducido para la que hace de negativo. El dispositivo lo completa un gel de LiCl y alcohol polivinílico que actúa como electrolito en estado sólido. Tiene un excelente rendimiento electroquímico, como altas capacitancia y densidad de energía y un ciclo de vida razonablemente largo.
La gran ventaja de este dispositivo de almacenamiento de energía es que es biocompatible, duradero, ligero y flexible, propiedad esta última que le permite funcionar en condiciones de deformación mecánica. En la imagen 9.12 se puede ver un supercondensador de fibra de bambú implantado en un dedo, pudiendo comprobarse su flexibilidad, propiedad fundamental para que el dispositivo pueda alimentar aparatos electrónicos portables.
[1] Imágenes: Material Non-Woven Fabric.jpg. Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=File:Material_Non-Woven_Fabric.jpg&oldid=635155672; Nonwoven geotextile containers.jpg. Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=File:Nonwoven_geotextile_containers.jpg&oldid=469754860.
[2] Imagen: D. Howarth. (No)where (Now)here: Two Gaze-activated Dresses by Ying Gao. De Zeen (2013). https://www.dezeen.com/2013/06/24/nowhere-nowhere-two-gaze-activated-glow-in-the-dark-dresses-eye-tracking-ying-gao/.
[3] R. Gaddis: What Is The Future Of Fabric? These Smart Textiles Will Blow Your Mind Forbes Style File. Forbes (2014). https://www.forbes.com/sites/forbesstylefile/2014/05/07/what-is-the-future-of-fabric-these-smart-textiles-will-blow-your-mind/?sh=26a9c023599b.
[4] E-textiles. Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/E-textiles.
[5] C. Walker: Diagnosing Amputee Discomfort. Wilson College News (2019). https://textiles.ncsu.edu/news/2019/01/diagnosing-amputee-discomfort/.
[6] Imagen: P. Sundriyal y S. Bhattacharya. Sci Rep. 10 (2020) 13259. https://doi.org/10.1038/s41598-020-70182-z.
[7] P. Sundriyal (op. cit.).
Este texto pertenece al libro:
Carlos Romero Muñiz, José M.ª Gavira Vallejo: Noventa materiales de ingeniería para la enseñanza de Física y Química. Triplenlace.com, 2025. https://triplenlace.com/aula-libros/90mi/ .
