Grande Potencial para Têxteis Eletrônicos Feitos com Fio de Celulose

Apr 02, 2023

Os têxteis eletrônicos oferecem novas oportunidades revolucionárias em vários campos, em particular na área da saúde. Mas para serem sustentáveis, eles precisam ser feitos de materiais renováveis. Uma equipe de pesquisa liderada pela Chalmers University of Technology, na Suécia, apresenta agora um fio feito de celulose condutiva, que oferece possibilidades fascinantes e práticas para têxteis eletrônicos.

"Dispositivos eletrônicos em miniatura, vestíveis, são cada vez mais comuns em nossas vidas diárias. Mas, atualmente, muitas vezes dependem de materiais raros ou, em alguns casos, tóxicos. Eles também estão levando a um acúmulo gradual de grandes montanhas de lixo eletrônico . Há uma necessidade real de materiais orgânicos e renováveis ​​para uso em têxteis eletrônicos", diz Sozan Darabi, aluno de doutorado do Departamento de Química e Engenharia Química da Chalmers University of Technology e do Wallenberg Wood Science Center, e principal autor do estudo científico artigo que foi publicado recentemente na ASC Applied Materials & Interfaces.

Junto com Anja Lund, pesquisadora do mesmo grupo, Sozan Darabi trabalha há vários anos com fibras eletricamente condutoras para têxteis eletrônicos. Antes o foco era a seda, mas agora as descobertas foram levadas adiante com o uso da celulose.

Os resultados agora apresentados pelos pesquisadoresmostram como o fio de celulose oferece um enorme potencial como material para têxteis eletrônicos e pode ser usado de várias maneiras diferentes.

Costurando os fios de celulose eletricamente condutivos em um tecido usando uma máquina de costura doméstica padrão, os pesquisadores conseguiram produzir um tecido termoelétrico que produz uma pequena quantidade de eletricidade quando é aquecido em um lado – por exemplo, pelo calor do corpo de uma pessoa. Com uma diferença de temperatura de 37 graus Celsius, o tecido pode gerar cerca de 0,2 microwatts de eletricidade.

“Esse fio de celulose pode levar a roupas com funções eletrônicas inteligentes integradas, feitas de materiais não tóxicos, renováveis ​​e naturais”, diz Darabi.

O processo de produção do fio de celulose foi desenvolvido por coautores da Universidade de Aalto, na Finlândia. Em um processo subsequente, os pesquisadores de Chalmers tornaram o fio condutivo tingindo-o com um material polimérico eletricamente condutivo. As medições dos pesquisadores mostram que o processo de tingimento dá ao fio de celulose uma condutividade recorde - que pode ser aumentada ainda mais com a adição de nanofios de prata. Nos testes, a condutividade foi mantida após várias lavagens.

Os têxteis eletrônicos podem melhorar nossas vidas de várias maneiras. Uma área importante é a saúde, onde funções como regular, monitorar e medir várias métricas de saúde podem ser extremamente benéficas.

Na indústria têxtil mais ampla, onde a conversão para matérias-primas sustentáveis ​​é uma questão vital em andamento, materiais e fibras naturais tornaram-se uma escolha cada vez mais comum para substituir os sintéticos. Fios de celulose eletricamente condutivos podem ter um papel significativo a desempenhar aqui também, dizem os pesquisadores.

"A celulose é um material fantástico que pode ser extraído e reciclado de forma sustentável, e veremos seu uso cada vez maior no futuro. E quando os produtos são feitos de material uniforme, ou com o menor número possível de materiais, o processo de reciclagem se torna muito mais fácil e mais eficaz. Essa é outra perspectiva da qual o fio de celulose é muito promissor para o desenvolvimento de e-têxteis", diz Christian Müller, líder de pesquisa do estudo e professor do Departamento de Química e Engenharia Química da Chalmers University of Technology.

Este trabalho da equipe de pesquisa de Chalmers é realizado no centro nacional de pesquisa Wallenberg Wood Science Center, em cooperação com colegas da Suécia, Finlândia e Coréia do Sul.

Tanto Sozan Darabi quanto Christian Müller acreditam que a pesquisa resultou em muito mais do que apenas a mais recente publicação científica. Sozan Darabi evoluiu de um estudante para um especialista em materiais de fibra eletricamente condutiva, algo que Müller considera muito gratificante e uma grande força para sua equipe de pesquisa.