Integrar la electrónica en nuestra ropa, calzado o accesorios no es un concepto nuevo. Sin embargo, el próximo gran salto en este campo puede llevar a los diseñadores a incorporar sensores en las fibras reales de un tejido, un concepto central que impulsa la industria de los textiles electrónicos.

Dos ejemplos de investigación sobre textiles electrónicos: un guante de punto calentado (izquierda) y un hilo electrónico emisor de luz (derecha). Imagen utilizada por cortesía de NTU

Pero el mercado de los textiles electrónicos es lento por varias razones relacionadas tanto con la comercialización como con los desafíos de diseño. ¿Qué están haciendo los investigadores para superar estas barreras?

¿Qué son los textiles electrónicos?

Los textiles electrónicos se refieren a telas o telas con componentes electrónicos "entretejidos". Debido a que hay varias formas de combinar textiles con productos electrónicos, los textiles electrónicos se dividen en varias categorías: textiles electrónicos integrados, textiles electrónicos laminados, textiles inteligentes y tejidos inteligentes, por nombrar algunos.
Este artículo se centra en los e-textiles, específicamente en aplicaciones médicas, en las que el circuito está total o parcialmente integrado en el tejido, lo que dificulta su capacidad para capturar datos de sensores.

Un ejemplo de incrustación de tecnología en la tela. Imagen utilizada cortesía de Shi et al. y la Universidad de Fudan

Con sensores, los e-textiles pueden observar datos biométricos para evaluar el estado físico, monitorear continuamente las enfermedades crónicas y proporcionar y recibir comentarios de los profesionales médicos sin tener que ir a la clínica.
Los textiles electrónicos pueden ser beneficiosos cuando se utilizan en la industria de la salud para el diagnóstico médico y el monitoreo de condiciones clínicas, especialmente la telemedicina. En un artículo anterior, incluso se estaban probando los textiles electrónicos para su uso en sábanas de hospital para monitorear a los pacientes.

Obstáculos para la comercialización
Actualmente, varias empresas están trabajando en productos textiles electrónicos, incluidas Apple, Adidas AG, Fujitsu Limited, Fibretronic e Interactive Wear AG.
Algunos de los desafíos que se interponen en el camino de la comercialización de los textiles electrónicos incluyen la electrónica híbrida flexible, las fibras conductoras, las técnicas de recolección de energía, la ciencia de los materiales, el blindaje contra interferencias y la capacidad de fabricación.
En cuanto a los ingenieros eléctricos, estos problemas pueden ser difíciles de diseñar. La mayoría de los EE están bastante acostumbrados a las placas de circuito rígidas, los procesos de fabricación fiables y los materiales a base de silicio.

Consideraciones de confiabilidad y seguridad
Los cables textiles utilizados para interconectar medios para la conectividad de la señal deben ser seguros, resistentes y duraderos. La confiabilidad es una preocupación para la tecnología portátil y los textiles electrónicos, y estos dispositivos no deben verse afectados por entornos hostiles como la lluvia, la nieve, la alta humedad e incluso el lavado.
Otra preocupación es una fuente de alimentación confiable. Una de las formas en que la investigación sobre textiles electrónicos está abordando esto es con la tecnología de recolección de energía. Otras consideraciones de diseño esenciales incluyen una mayor densidad de potencia, soluciones de carga fáciles y un alto aislamiento.

Una pantalla de textil electrónico lavable para uso médico

Si bien el diseño de textiles electrónicos para prendas de vestir y ropa de uso diario puede ser una posibilidad remota, esta tecnología se muestra prometedora en la investigación médica y de la salud. Un grupo de investigadores creó recientemente un tipo de e-textiles capaces de comunicarse, detectar y suministrar electricidad a una unidad de visualización iluminada.
Los investigadores afirman haber creado la fuente de alimentación del sistema textil integrado utilizando fibras de batería que almacenan energía del módulo textil fotovoltaico. Tejieron tramas de fotoanodos con hilos conductores plateados para recolectar energía solar.
Al integrar las urdimbres y las tramas con fibras de batería ensambladas a partir de fibra flexible de nanotubos de carbono recubierta de MnO2 (cátodo), alambre de zinc (ánodo) y electrolito de gel de ZnSO4, los investigadores demostraron tanto la generación como el almacenamiento de energía en el textil. Los investigadores también dicen que la tela es lavable, lo cual es crucial para comercializar textiles electrónicos.

Demostración del módulo de recolección y almacenamiento de energía para e-textil. Imagen utilizada cortesía de Shi et al. y la Universidad de Fudan

Al tejer la pantalla textil, los investigadores utilizaron dispositivos impulsados ​​por campos eléctricos de fósforo ZnS. También citan que tales dispositivos solo requieren contactos espaciales entre tramas y urdimbres para iluminar, lo que hace que las fibras sean intrínsecamente duraderas y adecuadas para la producción a gran escala.

Un diagrama para la fabricación de este tipo de material textil electrónico. Imagen utilizada cortesía de Shi et al. y la Universidad de Fudan

También diseñaron un teclado textil tejiendo una urdimbre de baja resistencia (hilo plateado) con una trama de alta resistencia.
Este sistema fue diseñado para personas con dificultades de voz o del habla. Los sistemas de visualización pueden indicar una palabra clave genérica sobre el estado mental de un individuo después de decodificar las señales de electroencefalograma.

Decodificación del estado mental a partir de señales de electroencefalograma. Imagen utilizada cortesía de Shi et al. y la Universidad de Fudan

Un inconveniente de esta innovación es que podría no ser seguro para el uso práctico porque la fuente de alimentación debe estar por debajo de 36 V.

El futuro lento (pero prometedor) de los textiles electrónicos

Desde el punto de vista de la usabilidad y el diseño del producto, los textiles electrónicos todavía parecen estar muy lejos de la adopción generalizada. Sin embargo, con las marcas líderes e incluso las fuerzas armadas invirtiendo en el desarrollo de textiles electrónicos, esta tecnología podría algún día salir de un entorno principalmente académico.
También es probable que la comercialización de textiles electrónicos requiera una cadena de suministro fortalecida y conciencia entre ingenieros y proveedores sobre los desafíos de integración de sistemas. Estos dispositivos también deberán simplificarse mediante aprobaciones regulatorias para ingresar al mercado.
Dicho esto, aunque no es probable que los textiles electrónicos se conviertan en un artículo electrónico convencional en los hogares, pueden aparecer más fácilmente en entornos médicos a medida que avanza la investigación, como la de la Universidad de Fudan.

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