El futuro de la ropa de vestir son los tejidos funcionales. Las fibras de óxido de grafeno son prometedoras al ser muy elásticas pero muy resistentes. Por primera vez se ha logrado fabricar usando maquinaria textil convencional un tejido mixto que combina nylon y fibras de óxido de grafeno. Hasta ahora sólo se había logrado tejer estas fibras mixtas a mano en un entorno de laboratorio. Un paso importante hacia la próxima generación de tejidos funcionales con una amplia gama de aplicaciones.

Para usar maquinaria textil convencional se han fabricado las fibras con un método húmedo de hilado con fibras textiles secas (dry-jet wet-spinning method). Un estudio reológico de las propiedades viscoelásticas de estas fibras de óxido de grafeno en gel ha permitido encontrar los parámetros de fabricación óptimos para su uso en una maquinaria textil convencional. Estas fibras hilables muestran un módulo de Young de ~ 7,9 GPa, una resistencia a la tracción de ~ 135,8 MPa y una dureza de ~ 5,7 MJ/m³.

El artículo es Shayan Seyedin et al., «Towards the Knittability of Graphene Oxide Fibres,» Scientific Reports 5: 14946 (2015), doi: 10.1038/srep14946 (open access).

La gran ventaja de las fibras de óxido de grafeno es que permiten almacenar energía, lo que permite desarrollar telas para ropa multifuncionales sin necesidad de una batería adicional. Se han realizado grandes progresos en los últimos años, pero la mayoría de las demostraciones se basan en el tejido a mano, en un entorno controlado, de las telas. El nuevo trabajo presenta un nuevo método para producir fibras de óxido de grafeno de alta flexibilidad y alta tenacidad y demuestra que se pueden usar para tejer tejidos tubulares utilizando usando una máquina de tejer la trama circular. Por supuesto, se requiere un control cuidadoso de varios parámetros de hilado, pero siendo un primer paso se espera que en los próximos años se logre fabricar telas de todo tipo.

Esta figura ilustra el método húmedo de hilado con fibras textiles secas. Una dispersión de óxido de grafeno es estirada en un chorro líquido delgado (como se haría volcando un bote de leche condensada). Dicho chorro penetra en un baño húmedo de coagulación que contiene una solución acuosa de hidróxido de potasio (KOH) o de cloruro de calcio (CaCl2) disuelto en una mezcla de agua, etanol e isopropanol. El resultado es la gelificación del chorro (se forma una «piel» alrededor del chorro) que mejora sus propiedades mecánicas (son mejores al usar el cloruro de calcio en lugar del hidróxido de potasio).

En el artículo se caracterizan las propiedades reológicas de las fibras de óxido de grafeno. La clave es la adecuada reorientación molecular de las láminas de óxido de grafeno. Para ello hay que optimizar los parámetros del método húmedo de hilado (como la apertura de la boquilla que inyecta el chorro, el caudal de inyección y la altura de estirado hasta alcanzar el baño de coagulación).

Por supuesto, todavía queda mucha investigación para que las fibras de óxido de grafeno se popularicen entre nuestra ropa. Sin embargo, los pasos de gigante que se están dando en los últimos años sugieren que hay pocas dudas al respecto. En unas décadas muy pocos jóvenes vestirán tejidos que no sean funcionales. Tiempo al tiempo.