Investigadores convierten fibras textiles en una pantalla táctil funcional
La Universidad Nacional de Singapur integró una pantalla táctil en una manga mediante fibras electrónicas capaces de mostrar imágenes, detectar presiones y conectarse de forma inalámbrica con otros dispositivos. El prototipo, presentado como el primero de este tipo incorporado a una prenda, conserva la flexibilidad, transpirabilidad y posibilidad de lavado de un tejido convencional, informó TechXplore, portal especializado en ciencia y tecnología.
La manga contiene 54 fibras de píxeles en el antebrazo, cada una con 96 luces LED, que forman una pantalla de 96 por 54 píxeles. El sistema mide 168 por 105 milímetros, reproduce 256 colores a 30 cuadros por segundo y admite varios toques simultáneos.
El desarrollo, descripto en la revista Nature, busca reemplazar los paneles planos y rígidos de teléfonos y computadoras por una interfaz gráfica de usuario integrada directamente en el hilo.
Más de 5.000 chips conectados dentro de un hilo
El equipo diseñó un método programable para crear puntos de conexión en diminutos cables aislados exactamente donde debe colocarse cada microchip. Un láser deja expuestas esas zonas y un sistema de humectación controlada dirige la soldadura fundida hacia los puntos definidos.
La técnica permitió unir más de 5.000 chips mediante más de 20.000 conexiones eléctricas. Posteriormente, la tira de LED interconectados se integró en una fibra multicapa mediante un proceso de estiramiento térmico. El resultado fue un hilo de un milímetro de grosor y 10 metros de longitud, con capas destinadas a la visualización de imágenes y la detección táctil.
Una capa situada debajo de los LED detecta el contacto: al presionar la fibra se completa un circuito, la señal identifica el lugar del toque y se ilumina el píxel más cercano. Cada línea dispone de su propio canal de control, por lo que una falla no interrumpe el funcionamiento de las fibras vecinas.
El profesor asistente Tural Khudiyev, del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Facultad de Diseño e Ingeniería y director de la investigación, explicó el desafío técnico: “Una fibra tiene una geometría unidimensional y axialmente simétrica, lo que dificulta construir circuitos complejos con los métodos desarrollados para la electrónica bidimensional convencional. Superamos esta limitación mediante una nueva arquitectura de interconexión, que permite integrar e interconectar miles de dispositivos microelectrónicos a lo largo de una fibra”.
Una pantalla que también mide el entorno y el cuerpo
Junto a las fibras de píxeles, la manga incorpora otros hilos con micrófono, altavoz y sensores capaces de registrar movimiento, localizar el norte magnético, medir la temperatura y calcular la luminosidad del entorno. Esas funciones permiten usar calculadora, galería de fotos, brújula, comandos de voz y recepción de imágenes por Bluetooth.
El sistema puede reproducir video a 30 cuadros por segundo o a 25 cuadros por segundo con audio sincronizado. También rota la pantalla y ajusta el brillo de manera automática.
Cuando una fibra con sensor térmico se ubica debajo del brazo, la manga puede medir y mostrar la temperatura corporal. Las pruebas indicaron que la emisión de luz y la respuesta táctil se mantuvieron casi sin cambios luego de 50 lavados con detergente en una lavadora convencional y tras 1.000 flexiones sobre un radio de cinco milímetros.
La pantalla tejida conserva una transpirabilidad comparable con la del algodón, el poliéster y el denim, y permanece dentro de los límites de seguridad establecidos para el contacto con la piel.
Sensores textiles para el seguimiento de la salud
Los investigadores prevén aumentar la resolución y el tamaño de las pantallas mediante microchips más pequeños y fibras más delgadas, compatibles con el mismo método de fabricación. Como los componentes de visualización y detección se distribuyen a lo largo del hilo, estos materiales pueden tejerse, bordarse o confeccionarse con máquinas industriales convencionales.
La tecnología también podría incorporar seguimiento de signos de salud y retroalimentación mediante el tacto. Khudiyev señaló: “La atención de la salud es una aplicación particularmente prometedora. Una prenda podría recopilar de forma continua información fisiológica mediante sensores basados en fibras y permitir que quien la use acceda a esa información e interactúe con ella directamente a través de su ropa”.
El investigador añadió que la combinación con inteligencia artificial podría ofrecer monitoreo, asistencia y respuestas personalizadas. “Así como los teléfonos inteligentes hicieron posibles aplicaciones difíciles de imaginar cuando aparecieron por primera vez, las interfaces gráficas de usuario en prendas podrían dar lugar, en última instancia, a aplicaciones totalmente nuevas que todavía no existen”, sentenció.
Infobae
