ANTONIO LÓPEZ | Tungsteno
La combinación de nanotecnología, electrónica, inteligencia artificial y nuevos materiales abre un nuevo horizonte para los tejidos y las prendas de vestir. Avanzamos hacia la era de los textiles inteligentes, capaces de interactuar con las personas y con el entorno. Más allá de regular la temperatura del cuerpo, sus aplicaciones ya permiten detectar alteraciones en el ritmo cardíaco e incluso hasta replicar la composición de la piel humana para poder “tejer” heridas y favorecer su curación.
El mecanismo básico detrás de estos textiles se basa en el uso de sensores que pueden medir desde la temperatura, la humedad o la tensión arterial, hasta el nivel de glucosa en sangre. Para conseguir estas funcionalidades, investigadores del Massachusetts Institute of Technology comenzaron a incorporar micro microprocesadores para transformar esos datos en señales eléctricas a mediados de los años noventa. Desde entonces, la miniaturización de la electrónica, las nuevas fibras hechas con materiales conductores y el desarrollo de la comunicación inalámbrica han favorecido la eclosión de las aplicaciones de salud basadas en el uso de textiles inteligentes, un potente elemento de prevención y tratamiento de distintas enfermedades crónicas.
Cuando, además, tecnologías como la electrónica se combinan con estas fibras inteligentes, en una escala inferior al tamaño de un grano de arroz, las consecuencias pueden ser trascendentales para nuestro día a día. Es lo que ocurre cuando se aplica la nanotecnología, que permite comprimir la materia hasta tamaños de escala minúscula (nanométrica). El resultado son materiales textiles capaces de funcionar de forma pasiva (como una tela termocrómica que cambia de color según la temperatura) o que pueden interactuar con el usuario y transmitir datos a un teléfono inteligente.
Al ser 100% biocompatible, el nuevo “textil humano” obtenido a partir de células permite crear cualquier tipo de tejido o válvula evitando respuestas inmunes negativas. Crédito: Acta Biomateralia.
Fibras de plata, luz ultravioleta y ozono frente a la COVID-19
Impulsados por la crisis sanitaria de la COVID- 19, la necesidad de buscar soluciones innovadoras para evitar los contagios se ha puesto también de manifiesto en los textiles inteligentes. En la lucha contra la pandemia, un grupo de investigadores de la Universidad Federal de São Carlos ha desarrollado un tejido con nanopartículas de plata y sílice que tiene la capacidad de eliminar el virus en minutos con una eficiencia del 99,9%. Con esta misma intención han sido diseñadas recientemente otras dos soluciones: Antiviraltex, que elimina virus como el de la gripe o los coronavirus, y Aircleantex, un tejido auto desinfectante gracias a un mecanismo que transforma la luz ultravioleta en ozono. Estas propuestas son especialmente útiles ya que facilitan la limpieza de cortinas o estores en residencias de ancianos y hospitales, por ejemplo, más difíciles de mantener desinfectados que el resto de superficies.
Hilo de piel humana para cerrar heridas
Además de protegernos de potenciales infecciones, los tejidos inteligentes también podrían ayudarnos a cicatrizar heridas e incluso facilitar los trasplantes e injertos, gracias a un hilo de células de piel humana que un grupo de investigadores del Instituto Nacional Francés de Investigación Médica y de Salud en Burdeos ha denominado “textil humano”. En una investigación publicada en la revista Acta Biomaterialia, los autores explican cómo han cortado láminas de células de la piel en largas tiras para después convertirlas en hilos, creando así un material 100% biocompatible que podrían usarse para crear cualquier tipo de tejido o válvulas. Estas fibras biológicas estarían, por tanto, libres de producir respuestas inmunes negativas que compliquen el proceso de curación, y serían, por tanto, la mejor alternativa para los materiales sintéticos hipoalergénicos actuales.
La nanotecnología, la inteligencia artificial y nuevos materiales como el grafeno avanzan la nueva revolución de los tejidos inteligentes. Crédito: University of Exeter.
Un tejido que administra fármacos
Otra aplicación de los tejidos relacionada con la salud, y muy vinculada al potencial de monitorización de las fibras inteligentes, es la de administrar fármacos a través de la piel. Este es el planteamiento de un equipo de científicos de la Universidad de Granada que ha desarrollado unas fibras muy finas que inmovilizan los fármacos hasta que se liberan en función de estímulos externos como la luz, la temperatura o el pH de la piel. Además de servir para facilitar la vida a enfermos crónicos con un tratamiento constante, esta forma de administrar los medicamentos facilita que el organismo los asimile y mantenga además todos sus principios activos, ya que se incorporan directamente en la sangre sin pasar por el estómago.
Bajo el mismo principio también trabaja un grupo de científicos de los Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de Materiales (EMPA, por sus siglas en alemán), que busca la integración de fármacos terapéuticos en fibras de polímeros biodegradables que puedan liberarlos en la piel según sea necesario. De hecho, estos investigadores consideran que, en el futuro, esta tecnología podría usarse para administrar, por ejemplo, analgésicos, tan pronto como se produzca una lesión, o un antibiótico cuando estas fibras detectan que se ha formado una herida en la piel.
Grafeno para regular la temperatura del cuerpo humano
Sin embargo, los materiales inteligentes no están pensados solamente para aplicaciones de la salud, sino que también buscan hacer nuestra vida más cómoda e, incluso, contribuir a la lucha contra el cambio climático. Esto es lo que han conseguido investigadores del Instituto Nacional de Grafeno de la Universidad de Manchester con una tecnología óptica que utiliza este material para capturar las ondas electromagnéticas que el cuerpo irradia en el espectro infrarrojo. En un clima cálido, la radiación infrarroja reduce la temperatura corporal, gracias a que estos textiles son “transparentes” al infrarrojo. Por el contrario, en un entorno frío, este tejido permite minimizar la pérdida de energía del cuerpo bloqueando los infrarrojos que emite el cuerpo. Esta ropa adaptativa de grafeno, por tanto, permitiría mantener fresco al usuario de manera proactiva en climas cálidos y aumentar su temperatura en ambientes más fríos.
La era de los sensores, la monitorización de la salud y los textiles que interactúan con el entorno abren un campo de posibilidades que promete ir más allá de la medicina o la salud. A pesar de que muchas de estas innovaciones están aún en una fase incipiente, la revolución de los tejidos inteligentes promete facilitarnos, si no cambiarnos, la vida, al llevar la solución a muy distintos problemas, literalmente, encima.
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Tungsteno es un laboratorio periodístico que explora la esencia de la innovación. Ideado por Materia Publicaciones Científicas para el blog de Sacyr.
