p Um novo método para a produção de tecidos de algodão condutores usando tintas à base de grafeno abre novas possibilidades para eletrônicos flexíveis e vestíveis, sem o uso de etapas de processamento caras e tóxicas. p Vestível, eletrônicos à base de têxteis apresentam novas possibilidades para circuitos flexíveis, monitoramento de saúde e meio ambiente, conversão de energia, e muitos outros. Agora, pesquisadores do Cambridge Graphene Center (CGC) da Universidade de Cambridge, trabalhando em colaboração com cientistas da Universidade Jiangnan, China, desenvolveram um método para depositar tintas à base de grafeno no algodão para produzir um têxtil condutor. O trabalho, publicado no jornal Carbono , demonstra um sensor de movimento vestível com base no algodão condutor.

p O tecido de algodão está entre os mais difundidos para uso em roupas e têxteis, porque é respirável e confortável de usar, além de ser resistente à lavagem. Essas propriedades também o tornam uma escolha excelente para eletrônicos têxteis. Um novo processo, desenvolvido pelo Dr. Felice Torrisi no CGC, e seus colaboradores, é de baixo custo, método sustentável e ecologicamente correto para fazer tecidos de algodão condutores, impregnando-os com uma tinta condutora à base de grafeno.

p Com base no trabalho do Dr. Torrisi na formulação de tintas de grafeno imprimíveis para eletrônicos flexíveis, a equipe criou tintas de flocos de grafeno quimicamente modificados que são mais aderentes às fibras de algodão do que o grafeno não modificado. O tratamento térmico após a deposição da tinta no tecido melhora a condutividade do grafeno modificado. A adesão do grafeno modificado à fibra de algodão é semelhante à forma como o algodão mantém os corantes coloridos, e permite que o tecido permaneça condutor após várias lavagens.

p Embora vários pesquisadores em todo o mundo tenham desenvolvido sensores vestíveis, a maioria das tecnologias vestíveis atuais dependem de componentes eletrônicos rígidos montados em materiais flexíveis, como filmes plásticos ou têxteis. Eles oferecem compatibilidade limitada com a pele em muitas circunstâncias, são danificados quando lavados e são desconfortáveis ​​de usar porque não são respiráveis.

p "Outras tintas condutoras são feitas de metais preciosos, como prata, o que os torna muito caros de produzir e não sustentáveis, enquanto o grafeno é barato, ambientalmente amigável, e quimicamente compatível com algodão, "explica o Dr. Torrisi.

p A co-autora, a professora Chaoxia Wang, da Universidade Jiangnan, acrescenta:"Este método nos permitirá colocar sistemas eletrônicos diretamente nas roupas. É uma tecnologia capacitadora incrível para têxteis inteligentes."

p O trabalho realizado pelo Dr. Torrisi e pelo Prof Wang, junto com os alunos Tian Carey e Jiesheng Ren, abre uma série de oportunidades comerciais para tintas à base de grafeno, variando de tecnologia de saúde pessoal, roupas esportivas de alto desempenho, vestimentas militares, tecnologia vestível / computação e moda.

p "Transformar fibras de algodão em componentes eletrônicos funcionais pode se abrir para um conjunto inteiramente novo de aplicações, desde saúde e bem-estar até a Internet das Coisas, "diz o Dr. Torrisi" Graças à nanotecnologia, no futuro, nossas roupas poderiam incorporar esses eletrônicos baseados em têxteis e se tornarem interativas. "

p O grafeno é o carbono na forma de membranas com um único átomo de espessura, e é altamente condutivo. O trabalho do grupo é baseado na dispersão de minúsculas folhas de grafeno, cada um com menos de um nanômetro de espessura, em uma dispersão à base de água. As folhas de grafeno individuais em suspensão são quimicamente modificadas para aderir bem às fibras de algodão durante a impressão e deposição no tecido, levando a uma rede condutora fina e uniforme de muitas folhas de grafeno. Essa rede de flocos nanométricos é o segredo da alta sensibilidade à deformação induzida pelo movimento. Um tecido de algodão inteligente revestido de grafeno simples usado como um sensor de tensão vestível foi mostrado para detectar com segurança até 500 ciclos de movimento, mesmo depois de mais de 10 ciclos de lavagem na máquina de lavar normal.

p O uso de grafeno e outros materiais 2D relacionados (GRMs) para criar componentes eletrônicos e dispositivos integrados em tecidos e têxteis inovadores está no centro de novos avanços técnicos na indústria de têxteis inteligentes. O Dr. Torrisi e colegas do CGC também estão envolvidos no projeto Graphene Flagship, um financiado pela CE, projeto pan-europeu dedicado a trazer as tecnologias de grafeno e GRM para aplicações comerciais.

p O grafeno e os GRMs estão mudando o panorama da ciência e tecnologia com propriedades físicas atraentes para a eletrônica, fotônica, de detecção, catálise e armazenamento de energia. A espessura atômica do grafeno e as excelentes propriedades elétricas e mecânicas oferecem excelentes vantagens, permitindo a deposição de materiais extremamente finos, filmes flexíveis e condutores em superfícies e - com este novo método - também em têxteis. Isso, combinado com a compatibilidade ambiental do grafeno e sua forte adesão ao algodão, torna o sensor de deformação de algodão com grafeno ideal para aplicações vestíveis.

p A pesquisa foi apoiada por bolsas do Synergy Grant do Conselho Europeu de Pesquisa, a International Research Fellowship da National Natural Science Foundation da China e do Ministério da Ciência e Tecnologia da China. A tecnologia está sendo comercializada pela Cambridge Enterprise, braço de comercialização da Universidade.