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Un proceso biomimético para fabricar fibras suaves para textiles inteligentes

Jul 15, 2023

1 de agosto de 2023 | Por Gerald Ondrey

Para que los textiles inteligentes funcionen eficazmente, deben ser fuertes, elásticos y conductores de electricidad. Sin embargo, fabricar fibras que posean estas tres propiedades ha sido un desafío.

Inspirándose en cómo las arañas tejen la seda para hacer telarañas, un equipo internacional de investigadores ha desarrollado un método para producir fibras suaves que poseen estas tres propiedades clave. El estudio, dirigido por el profesor asistente Tan Swee Ching del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Facultad de Diseño e Ingeniería de la Universidad Nacional de Singapur (NUS; www.nus.sg), se publicó en una edición reciente de Nature Electronics.

Los métodos de hilado convencionales para fabricar fibras sintéticas requieren alta presión, gran aporte de energía, grandes volúmenes de productos químicos y equipos especializados. Además, las fibras resultantes suelen tener funciones limitadas. Por el contrario, el proceso de hilado de la seda de araña forma fibras fuertes y versátiles a temperatura y presión ambiente. Se identificaron dos pasos únicos en la formación de la seda de araña que el equipo pudo imitar. La primera es la transformación de una solución proteica altamente concentrada (preparación de seda) en una hebra de fibra. El segundo paso identificado fue que la disposición de las proteínas dentro de la droga cambia cuando la activan factores externos para ayudar a separar la porción líquida de la droga de seda, dejando las fibras de seda sólidas. El equipo recreó los dos pasos y desarrolló un nuevo proceso de hilado conocido como enfoque de hilado ambiental habilitado por separación de fases (PSEA).

Las fibras suaves se hilaron a partir de una solución de gel viscoso compuesta de poliacrilonitrilo (PAN) e iones de plata (PANSion) disueltos en dimetilformamida. Cuando el gel se tira y se hace girar en condiciones ambientales, se forma la fibra suave. Cuando se exponen al aire, las moléculas de agua en el aire hacen que la porción líquida del gel se separe de la porción sólida del gel, un fenómeno conocido como efecto de separación de fases inducido por vapor no solvente. Las gotas se eliminan simplemente por gravedad.