En los días más calurosos del verano, quienes pasan tiempo al aire libre —ya sean atletas, jardineros, niños en el parque o veraneantes en la playa— podrían beneficiarse enormemente de un tejido refrescante. Aunque ya existen algunos textiles que reflejan los rayos del sol o transfieren el calor fuera del cuerpo, las opciones actuales requieren fibras exclusivas o procesos de fabricación complejos. Sin embargo, un equipo de investigadores ha desarrollado un recubrimiento duradero a base de tiza que enfría el aire debajo del tejido tratado hasta en 4.4 grados Celsius.
Desarrollo de un tejido refrescante a base de tiza
Innovación en revestimientos textiles
Evan D. Patamia, estudiante de posgrado en la Universidad de Massachusetts Amherst, presentó los resultados de su equipo en la reunión de otoño de la American Chemical Society (ACS). Este evento híbrido, que se celebró del 18 al 22 de agosto de 2024, reunió aproximadamente 10,000 presentaciones sobre una variedad de temas científicos.
Según Trisha L. Andrew, química y científica de materiales que trabaja con Patamia, “Si sales al sol, te irás calentando cada vez más porque tu cuerpo y la ropa están absorbiendo la luz ultravioleta (UV) y la luz cercana al infrarrojo (IR cercano) del sol. Y mientras estés vivo, tu cuerpo seguirá generando calor, que también puede considerarse como una forma de luz”.
Desafíos en la producción de materiales de enfriamiento
Para hacer que las personas se sientan más cómodas al aire libre, los científicos han estado desarrollando textiles que simultáneamente desvían los rayos del sol y eliminan el calor corporal natural, un proceso conocido como enfriamiento radiativo. Algunos de estos materiales contienen partículas sintéticas refractantes de luz, como dióxido de titanio o óxido de aluminio, incrustadas en las fibras. Otros utilizan polímeros orgánicos, como el fluoruro de polivinilideno, que requieren sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (conocidas como PFAS o «sustancias químicas eternas») en sus procesos de producción para crear textiles reflectantes de la luz.
Sin embargo, Andrew señala que la escalabilidad de la fabricación de estos materiales no es sostenible. Por ello, planteó la pregunta a los miembros del equipo de investigación: «¿Podemos desarrollar un recubrimiento textil que logre el mismo efecto utilizando materiales naturales o ambientalmente benignos?«.
Integración de materiales naturales
Inspirados en los revestimientos a base de piedra caliza triturada utilizados históricamente para mantener frescas las casas en lugares extremadamente soleados, Patamia y Megan K. Yee trabajaron en un proceso para integrar carbonato de calcio —el componente principal de la piedra caliza y la tiza— así como sulfato de bario biocompatible en el polímero aplicado mediante deposición química en fase vapor (CVD). Las pequeñas partículas de carbonato de calcio son efectivas para reflejar las longitudes de onda visibles y de infrarrojo cercano, mientras que las partículas de sulfato de bario reflejan la luz UV.
Resultados prometedores en pruebas de campo
Los investigadores trataron pequeños cuadrados de tejido aplicando una capa de poli(2-hidroxietil acrilato) de 5 micrómetros de grosor y sumergieron repetidamente los cuadrados tratados en soluciones que contenían iones de calcio o bario y soluciones que contenían iones de carbonato o sulfato. Con cada inmersión, los cristales se volvían más grandes y uniformes, y el tejido adquiría un acabado mate y calcáreo. Patamia menciona que, ajustando el número de ciclos de inmersión, se pueden obtener partículas del tamaño ideal (entre 1 y 10 micrómetros de diámetro) para reflejar tanto la luz UV como la de infrarrojo cercano.
En pruebas realizadas al aire libre en un día soleado con una temperatura ambiente superior a los 32 grados Celsius, observaron que las temperaturas del aire debajo del tejido tratado eran 4.4 grados Celsius más bajas que la temperatura ambiente en pleno mediodía. La diferencia fue aún mayor, alcanzando un máximo de 8.3 grados Celsius, al comparar los tejidos tratados con los no tratados.
Durabilidad y potencial de escalado
Como evaluación final del recubrimiento mineral-polímero, Yee simuló la fricción y el impacto de un detergente en una lavadora. Descubrió que el recubrimiento no se desgastaba y que el material conservaba su capacidad de enfriamiento.
Hasta ahora, el equipo ha estado limitado por el tamaño de su equipo de laboratorio. Sin embargo, Andrew forma parte de una empresa emergente que está escalando el proceso CVD para fabricar rollos de tela de aproximadamente 1.5 metros de ancho y 91 metros de largo. Esta empresa podría ser clave para llevar las innovaciones de Patamia y Yee a una producción a escala piloto.
Perspectivas futuras
El desarrollo de este revestimiento textil representa un avance significativo en la creación de materiales sostenibles y eficientes para enfriar a las personas en entornos extremadamente calurosos. Este recubrimiento a base de tiza no solo es aplicable a casi cualquier tela disponible comercialmente, sino que también ofrece una solución pasiva y sin consumo energético para reducir la sensación térmica, lo que podría ser de gran valor en regiones donde las personas luchan por mantenerse frescas en climas extremadamente calurosos.
Este enfoque innovador no solo proporciona una alternativa ecológica a los materiales existentes, sino que también abre nuevas posibilidades para la producción de textiles sostenibles a gran escala, alineándose con las crecientes demandas de soluciones respetuosas con el medio ambiente en la lucha contra el cambio climático y el calentamiento global.
Vía www.acs.org
Deja una respuesta