Gracias a un reciente desarrollo en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Tufts, pronto podremos usar ropa que puede cambiar de color en respuesta a las sustancias químicas liberadas por nuestros cuerpos o detectadas en el aire.
Tintas bioactivas al servicio de la salud.
Las tintas basadas en biomateriales pueden ser serigrafiadas en textiles como ropa, calzado o incluso máscaras faciales en patrones complejos de alta resolución, proporcionando un mapa detallado de la respuesta o exposición humana.
Los avances en la detección de prendas de vestir podrían permitir la detección y cuantificación simultánea de una amplia gama de factores biológicos, moléculas y posiblemente patógenos en la superficie corporal utilizando ropa convencional.
Tejidos adecuados para la ropa.
El uso de nuevas tintas bioactivas con el método muy común de impresión de pantalla abre perspectivas prometedoras para la producción en masa de tejidos blandos y portátiles con un gran número de sensores que podrían aplicarse para detectar una amplia gama de condiciones », dijo el profesor Fiorenzo Omenetto, autor del estudio.
Los tejidos se pueden encontrar en los uniformes de trabajo, ropa deportiva, o incluso en muebles y estructuras arquitectónicas ». Los dispositivos de detección de prendas de vestir han generado un interés considerable en la vigilancia del rendimiento y la salud de los seres humanos. Muchos de estos dispositivos se han inventado integrando la electrónica en parches, pulseras y otras configuraciones portátiles que monitorean información fisiológica localizada o global como el ritmo cardíaco o los niveles de glucosa en la sangre.
Seda como base de la tinta.
La investigación presentada por el equipo de Tufts adopta un enfoque diferente y complementario: la detección colorimétrica no electrónica de un número teóricamente muy grande de sustancias utilizando prendas de detección que pueden distribuirse para cubrir áreas muy grandes: desde un parche hasta todo el cuerpo y más allá.
Los componentes que hacen posible la ropa de los sensores son tintas de seda activadas biológicamente. El sustrato de seda soluble de estas formulaciones de tinta puede modificarse incorporando diversas moléculas « indicadoras », como indicadores de pH o enzimas como la oxidasa láctica para indicar los niveles de lactato en el sudor. El primero podría ser un indicador de la salud de la piel o de la deshidratación, mientras que el segundo podría indicar los niveles de fatiga del usuario.
Tintas orgánicas e imprimibles en pantalla.
Muchos otros derivados de la tinta pueden ser creados a partir de la versatilidad de la proteína de la seda modificándola con moléculas activas como tintes químicamente sensibles, enzimas, anticuerpos y otros. Aunque las moléculas de colorante pueden ser inestables por sí mismas, pueden llegar a ser estables cuando se incorporan a la fibroína de seda en la formulación de la tinta.
Las tintas se formulan para aplicaciones de serigrafía combinándolas con un espesante (alginato de sodio) y un plastificante (glicerol). Las tintas biológicas para serigrafía pueden utilizarse como cualquier tinta desarrollada para la serigrafía y, por lo tanto, pueden aplicarse no sólo a la ropa sino también a diversas superficies como madera, plástico y papel para generar patrones que van desde cientos de micrones a decenas de metros.
Hay muchos usos posibles para este producto.
Esta tecnología se basa en trabajos anteriores de los mismos investigadores que desarrollaron tintas bioactivas para seda, formuladas para la impresión por chorro de tinta para crear placas de Petri, sensores de papel y guantes de laboratorio que pueden indicar la contaminación bacteriana al cambiar de color.
El enfoque de la serigrafía ofrece el equivalente a un gran conjunto múltiple de sensores que cubren grandes áreas del cuerpo, si se lleva como una prenda, o incluso sobre grandes áreas como el interior de una habitación », dijo Giusy Matzeu, profesor asistente de investigación en ingeniería biomédica en la escuela y primer autor del artículo. « Junto con el análisis de la imagen, podemos obtener un mapa de alta resolución de las reacciones de color en una gran área y obtener una mejor imagen de la condición fisiológica o ambiental general. En teoría, podríamos extender este método para monitorear la calidad del aire, o apoyar el monitoreo ambiental para la epidemiología ».
Las exhibiciones interactivas permiten probar estos nuevos tejidos.
El hecho de que el método utilice técnicas de impresión comunes también abre posibilidades de aplicaciones creativas, lo que fue explorado por Laia Mogas-Soldevila, arquitecto y reciente estudiante de doctorado en Tufts en el Omenetto SilkLab. Ha contribuido a la creación de magníficos tapices, que se exhiben en museos de Estados Unidos y Europa.
Las exhibiciones son interactivas, permitiendo a los visitantes rociar diferentes químicos no tóxicos en el tejido y observar la transformación de los patrones. « Este es realmente un gran ejemplo de cómo el arte y la ingeniería pueden enriquecerse e inspirarse mutuamente », dijo el arquitecto. « Las tintas técnicas abren una nueva dimensión en los tapices y las superficies interactivas y reactivas, mientras que el antiguo arte de la serigrafía ha proporcionado una base muy adecuada para la necesidad de una superficie sensible moderna, de alta resolución y portátil ».