Fibras de nanotubos de carbono flexibles tejidas en la ropa recopilan un ECG y frecuencia cardíaca precisos.

No hay necesidad de ponerse incómodos relojes inteligentes o correas para el pecho para controlar su corazón si su cómoda camisa puede hacer un mejor trabajo.

Esa es la idea detrás de la “ropa inteligente” desarrollada por un laboratorio de la Universidad de Rice, que empleó su hilo conductor de nanotubos para tejer la funcionalidad en la ropa normal.

El laboratorio de Brown School of Engineering del ingeniero químico y biomolecular Matteo Pasquali informó que cosía fibras de nanotubos en ropa deportiva para controlar la frecuencia cardíaca y tomar un electrocardiograma continuo (EKG) del usuario.

Las fibras son tan conductoras como los alambres de metal, pero lavables, cómodas y es mucho menos probable que se rompan cuando un cuerpo está en movimiento, según los investigadores.

En general, la camisa fue mejor para recopilar datos que un monitor estándar con correa para el pecho que tomaba mediciones en vivo durante los experimentos.

Cuando se combinó con monitores de electrodos médicos comerciales, la camisa de nanotubos de carbono dio ECG ligeramente mejores.

“La camisa tiene que estar ceñida al pecho”, dijo la estudiante graduada de Rice, Lauren Taylor, autora principal del estudio.

“En estudios futuros, nos centraremos en el uso de parches más densos de hilos de nanotubos de carbono para que haya más superficie de contacto con la piel“.

Los investigadores notaron que las fibras de nanotubos son suaves y flexibles, y la ropa que las incorpora se puede lavar a máquina.

Las fibras se pueden coser a máquina en tela como hilo estándar.

El patrón de costura en zigzag permite que la tela se estire sin romperla.

Las fibras no solo proporcionaron un contacto eléctrico constante con la piel del usuario, sino que también sirvieron como electrodos para conectar dispositivos electrónicos como transmisores Bluetooth para transmitir datos a un teléfono inteligente o conectarse a un monitor Holter que se puede guardar en el bolsillo del usuario, dijo Taylor.

El laboratorio de Pasquali introdujo la fibra de nanotubos de carbono en 2013.

Desde entonces, las fibras, cada una de las cuales contiene decenas de miles de millones de nanotubos, se han estudiado para su uso como puentes para reparar corazones dañados, como interfaces eléctricas con el cerebro, para su uso en implantes cocleares, como antenas flexibles y para aplicaciones automotrices y aeroespaciales.

Los filamentos de nanotubos originales, de aproximadamente 22 micrones de ancho, eran demasiado delgados para que los manejara una máquina de coser.

Taylor dijo que se utilizó un fabricante de cuerdas para crear un hilo cosible, esencialmente tres haces de siete filamentos cada uno, tejidos en un tamaño aproximadamente equivalente al hilo normal.

“Trabajamos con alguien que vende pequeñas máquinas diseñadas para hacer cuerdas para modelos de barcos”, dijo Taylor, quien al principio intentó tejer el hilo a mano, con un éxito limitado.

“Pudo hacernos un dispositivo de mediana escala que hace lo mismo”.

Dijo que el patrón en zigzag se puede ajustar para tener en cuenta cuánto es probable que se estire una camisa u otra tela.

Taylor dijo que el equipo está trabajando con el Dr. Mehdi Razavi y sus colegas del Texas Heart Institute para descubrir cómo maximizar el contacto con la piel.

Las fibras tejidas en la tela también se pueden usar para incrustar antenas o LED, según los investigadores.

Modificaciones menores a la geometría de las fibras y la electrónica asociada podrían eventualmente permitir que la ropa monitoreara los signos vitales, la fuerza del esfuerzo o la frecuencia respiratoria.

Taylor señaló que otros usos potenciales podrían incluir interfaces hombre-máquina para automóviles o robótica blanda, o como antenas, monitores de salud y protección balística en uniformes militares.

“Demostramos con un colaborador hace unos años que las fibras de nanotubos de carbono son mejores para disipar energía por peso que el Kevlar, y eso sin algunas de las ganancias que hemos tenido desde entonces en resistencia a la tracción”, dijo.

“Vemos que, después de dos décadas de desarrollo en laboratorios de todo el mundo, este material funciona en más y más aplicaciones”, dijo Pasquali.

“Debido a la combinación de conductividad, buen contacto con la piel, biocompatibilidad y suavidad, los hilos de nanotubos de carbono son un componente natural de los wearables“.

Dijo que el mercado de dispositivos portátiles, aunque relativamente pequeño, podría ser un punto de entrada para una nueva generación de materiales sostenibles que se pueden derivar de los hidrocarburos a través de la división directa, un proceso que también produce hidrógeno limpio.

“Estamos en la misma situación que las células solares hace unas décadas“, dijo Pasquali.

“Necesitamos líderes en aplicaciones que puedan proporcionar un impulso para aumentar la producción y aumentar la eficiencia“.

Fuente: ACS

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