Juan Hinestroza e seus alunos vivem em um nano mundo de algodão macio, onde eles criam roupas que matam bactérias, conduz eletricidade, afasta a malária, captura gases nocivos e transforma transistores em camisas e vestidos.

"O algodão é um dos materiais mais fascinantes - e incompreendidos, "disse Hinestroza, professor associado de ciência da fibra, que dirige o Laboratório de Nanotecnologia Têxtil em Cornell. "Em um mundo em nanoescala - e esse é o nosso mundo - podemos controlar materiais à base de celulose, um átomo de cada vez."

O grupo Hinestroza transformou fibras de algodão em componentes eletrônicos, como transistores e termistores, então, em vez de adicionar eletrônicos aos tecidos, ele converte o tecido em um componente eletrônico.

"A criação de transistores e outros componentes usando fibras de algodão traz uma nova perspectiva para a integração perfeita de eletrônicos e têxteis, permitindo a criação de dispositivos eletrônicos vestíveis exclusivos, "Hinestroza disse.

Aproveitando a topografia irregular do algodão, Hinestroza e seus alunos adicionaram revestimentos isolantes de nanopartículas de ouro, bem como polímeros semicondutores e condutores para ajustar o comportamento das fibras naturais de algodão.

“As camadas eram tão finas que a flexibilidade das fibras do algodão é sempre preservada, "Hinestroza disse, "As fibras estão por toda parte, desde sua cueca, pijamas, escovas de dente, pneus, sapatos, assentos de carro, sistemas de filtragem de ar e até mesmo suas roupas. "

Abbey Liebman '10 criou um vestido usando fios de algodão condutores capazes de carregar um iPhone. Com painéis solares ultrafinos para acabamento e um carregador USB colocado na cintura, a roupa inspirada na Southwest capturou luz do sol suficiente para carregar telefones celulares e outros dispositivos portáteis - permitindo que o usuário permaneça conectado.

A tecnologia pode ser incorporada em camisetas para medir a frequência cardíaca ou analisar o suor, costurado em travesseiros para monitorar sinais cerebrais ou aplicado a tecidos interativos com recursos de aquecimento e resfriamento.

"As tecnologias anteriores alcançaram funcionalidades semelhantes, mas essas fibras se tornaram rígidas ou pesadas, ao contrário de nossos fios, que são amigáveis ​​para processamento posterior, como tecelagem, costura e tricô, "Hinestroza disse.

Sintetizar nanopartículas e anexá-las ao algodão não só cria cor nas superfícies das fibras sem o uso de corantes, mas as novas superfícies podem matar com eficiência 99,9 por cento das bactérias, o que pode ajudar a prevenir resfriados, gripe e outras doenças.

Dois dos alunos de Hinestroza criaram um macacão com capuz embutido com inseticidas - usando moléculas de estrutura orgânica de metal, ou MOFs - para afastar os mosquitos da malária. A malária mata mais de 600, 000 pessoas anualmente na África. Embora as redes tratadas com inseticida sejam comuns em lares africanos, a roupa antimalárica pode ser usada durante o dia para fornecer proteção extra e não se dissipa como os repelentes à base de pele.

Outros alunos usaram MOFs para criar uma máscara e um capuz capazes de reter gases tóxicos de maneira seletiva. MOFs, que são compostos cristalinos agrupados, podem ser manipulados no nível nano para construir gaiolas em nanoescala que são exatamente do mesmo tamanho do gás que estão tentando capturar.

"Queríamos aproveitar o poder dessas moléculas para absorver gases e incorporar esses MOFs às fibras, o que nos permite fazer sistemas de filtração muito eficientes, " ele explica.

A Hinestroza sempre busca novas maneiras de empregar o algodão como tela para criar infinitos usos modernos.

“Queremos transformar as fibras naturais tradicionais em verdadeiros materiais de engenharia multifuncionais e que podem ser personalizados para qualquer demanda, "ele disse." Nós somos químicos, nós somos cientistas materiais, queremos criar materiais que irão desempenhar muitas funções, mas mantenha-o flexível e confortável como uma camiseta ou um jeans velho. "