Fibras y Tejidos del Futuro
Fibras: Hilos de Vida
Las fibras naturales fueron clave para el desarrollo, la movilidad y la supervivencia de los primeros humanos, con el ejemplo más antiguo conocido,
el lino, que se remonta a 34.000 años. A fines del siglo XIX y principios del XX, los humanos descubrieron cómo crear sus propias fibras, como seda artificial (rayón) y nailon. Los métodos de construcción del hilo también evolucionaron, por lo que el hilado a mano y a máquina dio paso al uso de la fabricación automatizada. En este artículo, echaremos un vistazo a algunas fibras y telas que han sido inspiradas o extraídas de la naturaleza y producidas con
tecnología del siglo XXI.
Cilios impresos en 3D
Como sugiere el nombre, el proceso de impresión 3D, una práctica de fabricación aditiva, implica el uso de software de computadora, en lugar de un molde
o materia prima, para crear un objeto sólido. Por ejemplo,cilios impresos en 3D son estructuras verticales microscópicas similares a cabellos que, en la
tecnología industrial y textil, realizan muchas de las mismas funciones que las pestañas o las estructuras subcelulares que se encuentran en la biología,
como las relacionadas con la acústica, la adhesión, el aislamiento, la locomoción y la sensación. Desarrollado por investigadores del Media Lab en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en 2016, cilios 3D densos con una resolución de 50-150 micrómetros tienen una variedad de aplicaciones prácticas en
la vida cotidiana.
De acuerdo a Jifei Ou, graduado del MIT Media Lab y fundador de Industrias OPT, una empresa de diseño y fabricación, “existen oportunidades ilimitadas
para que los diseñadores reconsideren cómo se puede diseñar la estructura similar a un cabello”. Por ejemplo, dado que su propia empresa tiene la capacidad
de producir cilios impresos en 3D sin limitaciones de longitud, los consumidores pueden esperar nuevas aplicaciones en acústica, indumentaria, cosméticos y materiales de aislamiento.
Una tira de cilios impresos en 3D imita el pelaje de un animal. Foto cortesía de Industrias OPT.
Como señaló Ou, al igual que “los animales crean pieles y plumas para mantener el calor en los lugares más fríos de la Tierra, las pieles y plumas impresas
en 3D serán una tecnología clave [cuando se trata de producir] alternativas libres de crueldad animal para los materiales de aislamiento de prendas de vestir. .” Además, la impresión 3D de estructuras similares a cabellos puede simplificar el proceso de fabricación de cepillos, promoviendo así la funcionalidad y reduciendo el desperdicio en esta industria.
Cuando se le preguntó sobre el futuro de la impresión 3D en textiles, Ou afirmó que, “Al igual que todas las demás tecnologías de fabricación, la impresión
3D requiere sus propias consideraciones de diseño a fabricación para capturar el cien por ciento de la intención de un diseñador”.
Como tal, “la impresión 3D se convertirá más en una profesión que en una herramienta de creación de prototipos de propósito general.
Esta transición de herramienta a profesión requerirá “profundas colaboraciones interdisciplinarias” entre los equipos de software, diseño, ingeniería,
ciencia de materiales y calidad de fabricación.
Tela de algas
Microalgas impresas en 3D sobre tejidos de celulosa bacteriana.
De la misma manera que una impresora de inyección de tinta deposita tinta líquida basada en colorantes o pigmentos en un documento, una impresora 3D también puede aplicar organismos fotosintéticos acuáticos a la celulosa para producir paño de algas, que se deriva de los organismos vivos más primitivos
de la Tierra.
Microalgas impresas en 3D sobre tejidos de celulosa bacteriana
De acuerdo a Anne S. Meyer, miembro de un equipo de investigación colaborativo de laUniversidad de Delft en los Países Bajos y el Universidad de Rochester
en Nueva York en los Estados Unidos, “la impresión de algas es complicada porque necesita incrustar las algas en un material que proporcione agua y sea lo suficientemente suave para mantenerlas vivas, pero las algas impresas también deben ser lo suficientemente robustas físicamente para ser utilizadas .
Los primeros ejemplos de algas impresas en 3D dieron como resultado materiales que eran muy frágiles y se rompían fácilmente al moverlos o tocarlos”.
Para remediar la situación, los miembros del equipo de investigación intentaron imprimir las células de algas en una capa de celulosa bacteriana flexible,
lo que resultó en materiales fotosintéticos, maleables y similares a un lienzo. Como señaló Meyer, “Estos materiales se vuelven más verdes con el tiempo,
ya que las algas pueden alimentarse con la luz solar que brilla sobre ellas”.
Como tal, ve los tejidos de algas del futuro previsible evolucionando hacia un método sostenible para aprovechar la energía solar, dada la simplicidad
del proceso de producción y su uso de componentes no tóxicos.
Si bien el proceso de producción actual implica imprimir las microalgas directamente sobre la superficie de un tejido preexistente, Meyer cree que “los materiales fotosintéticos vivos que contienen algas serían más útiles si su producción pudiera ampliarse para hacer piezas más grandes o un mayor número de piezas”.
Por ejemplo, “En el futuro, las telas de algas podrían producirse mediante la creación de hilos flexibles ya incrustados con células de algas, lo que permitiría
crear los productos finales más rápidamente y en una mayor variedad de tamaños y formas”.
Tela de algas
Las algas marinas son una fuente ecológica de fibras y tejidos.
De acuerdo con el Consejo de Diseñadores de Moda de América, Inc. (CFDA), el uso de algas como tejido en la industria textil se remonta
a la Primera Guerra Mundial. Las algas, un organismo similar a una planta y un tipo de alga, se diferencian de estas últimas en que son exclusivamente multicelulares y nativas del mar.
Durante el proceso de fabricación, la celulosa que se encuentra en las algas marinas se descompone, dejando intacta su estructura química,
después de lo cual el material se lava, empapa, filtra e hila para su uso posterior en tejidos y tejidos.
Como más del 70 % de la Tierra consiste en agua, no parece tan descabellada la idea de que los océanos deberían servir no solo como fuente de alimentos, sino también como ropa biodegradable y ecológica.
Fibras de Carbono
Si juega al tenis o monta en bicicleta, lo más probable es que haya utilizado un elemento compuesto por fibras de carbono o grafito, mediante el cual los átomos que se encuentran en el elemento químico se unen para crear un cristal microscópico que se alinea de forma paralela a lo largo de la fibra, normalmente con un rango de diámetro de 0,005-0,010 mm (5-10 micrones) o 0,0002-0,0004 pulgadas .
Patentadas por primera vez por Thomas Edison en 1879, las fibras de carbono se utilizaron inicialmente en lámparas eléctricas y más tarde, en la década de 1960, en aviones militares, debido a su excepcional resistencia y bajo peso. Las fibras de carbono se utilizan en la fabricación de telas de fibra de vidrio y equipos de protección, como la ropa que usan los bomberos, utilizando un tejido liso o de sarga. En 2019, Volleback, una empresa incipiente de ropa, comenzó a ofrecer una camiseta compuesto por 120 metros (aproximadamente 130 yardas) de fibras de carbono, que es resistente a la abrasión, transpirable y más fuerte que el acero.
Como lo señaló Steve Tidball, CEO y co-fundador de Vollebak, “Fabricar la ropa más resistente, inteligente y adaptable del mundo significa que a menudo terminamos rediseñando materiales que comenzaron a usarse para cosas radicalmente diferentes. A veces, los materiales que usamos comienzan su vida en la NASA. Otros crecen en la naturaleza. Hoy trabajamos con todo, desde cobre y algas hasta aerogel, cerámica, Dyneema y basura. Con su increíble relación fuerza-peso, la fibra de carbono siempre iba a ser parte de nuestro viaje. Puede ser un reto hacer una prenda muy resistente y elástica al mismo tiempo, pero la fibra de carbono nos permite combinar la dureza con las propiedades de una banda elástica”.
Seda transgénica
Proceso de seda transgénica inspirado en la seda de araña .
Posiblemente uno de los desarrollos más significativos en tecnología textil desde la invención del nailon por parte de la empresa DuPont en la década de 1930, la seda transgénica es seda de araña modificada genéticamente, mediante el cual se utilizan ingredientes como cultivos de células animales, bacterias, plantas y levaduras para producir fibra. Las características clave incluyen su elasticidad y resistencia a la tracción similar al acero, lo que permite aplicaciones prácticas en las industrias aeroespacial, automotriz, biomédica y de la moda.
Un proceso neutro en carbono desarrollado por el Centro RIKEN para la ciencia de los recursos sostenibles en Japón involucró el uso de recursos fácilmente disponibles (dióxido de carbono, nitrógeno, agua de mar y luz solar) para mantener su fábrica de bacterias marinas, haciendo que la producción de seda de araña sintética sea económicamente viable y ecológica.
En otro proceso de seda transgénica iniciado por Industrias de pernos, el azúcar, el agua y la levadura se someten a fermentación, después de lo cual las fibras de proteína cruda se hilaban en húmedo en hilos.
¡Fibras, fibras por todas partes!
Las fibras y los hilos derivados directamente de la naturaleza también incluyen los de los tallos de los bananos, la leche, las plumas, las conchas de cangrejo, los posos de café, el maíz, el cáñamo, los tallos de las plantas de loto y las ortigas. En el siglo XXI, los consumidores conscientes del medio ambiente también pueden amueblar sus hogares con, o usar, Piñatex, una alternativa vegana al cuero que se deriva de la piña, y fibra de proteína de soja encontrado en las cáscaras de frijol. Los investigadores están buscando una variedad de fuentes de nuevas fibras en la naturaleza, especialmente productos de desecho derivados de otras industrias. ¡La naturaleza todavía tiene muchas fibras para darnos!
Sobre el Autor
Juliana Barnes es editora de contenido senior y escritora, y se graduó del programa de diseño textil del Fashion Institute of Technology (FIT), cuya experiencia incluye diez años de verificación de datos y perfeccionamiento de lecciones académicas y blogs de desarrollo profesional para una empresa de medios educativos e investigación y redacción de artículos. para un servicio de noticias.
