Tecidos inteligentes saem dos laboratórios para as fábricas de tecelagens

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/05/2023

Tecido eletrônico totalmente funcional sendo fabricado em equipamento industrial comum.
[Imagem: Sanghyo Lee et al. - 10.1126/sciadv.adf4049]

Tecidos eletrônicos

Já foram apresentados diversos protótipos de eletrônicos de vestir, dos e-tecidos com sensores embutidos até telas inteiras fabricadas com as técnicas de tecelagem.

O inconveniente é que todos esses protótipos foram construídos quase manualmente ou com equipamentos de laboratório, em processos dificilmente transferíveis para a escala industrial.

Agora, pela primeira vez, uma equipe da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, demonstrou que telas flexíveis e tecidos inteligentes podem ser fabricados de maneira muito mais barata e sustentável, tecendo componentes eletrônicos, optoeletrônicos, sensores e fibras energéticas nos mesmos teares industriais usados para fabricar os tecidos convencionais.

É a tão esperada demonstração de que os têxteis inteligentes podem ser uma alternativa aos eletrônicos reais usados em setores que vão do entretenimento ao automotivo - até agora, o tamanho dos tecidos eletrônicos era limitado aos processos de laboratório disponíveis.

"Poderíamos fabricar esses têxteis em instalações especializadas em microeletrônica, mas isso requer bilhões de investimento," disse o professor Sanghyo Lee. "Além disso, a fabricação de têxteis inteligentes dessa maneira é altamente limitada, já que tudo deve ser feito nas mesmas pastilhas rígidas usadas para fazer circuitos integrados, então o tamanho máximo que podemos obter é de cerca de 30 centímetros de diâmetro."

O processo foi testado com todos os componentes eletrônicos necessários para equipamentos reais, incluindo telas.
[Imagem: Sanghyo Lee et al. - 10.1126/sciadv.adf4049]

Eletrônica têxtil

Alguns dos membros desta mesma equipe demonstraram no ano passado que, se as fibras usadas nos têxteis inteligentes forem revestidas com materiais que resistam ao alongamento, elas se tornam compatíveis com os processos convencionais de tecelagem.

Foi isto que eles fizeram agora. Depois de desenvolverem o processo de revestimento das fibras, eles demonstraram que os tecidos eletrônicos podem ser fabricados usando processos automatizados em fábricas reais, sem limites de tamanho ou forma.

Embora já tenham sido feitas diversas demonstrações de tecelagem de componentes eletrônicos individuais, inclusive LEDs, a equipe agora ampliou a tecnologia, incluindo em seus protótipos vários tipos de componentes, todos fabricados em forma de fibra, incluindo capacitores, baterias, LEDs e transistores.

Todos foram fabricados, encapsulados e misturados com fibras convencionais, sintéticas ou naturais, gerando tecidos inteligentes por tecelagem automatizada. Os componentes foram interconectados por um método automatizado de soldagem a laser com adesivo eletricamente condutivo.

Um dos protótipos fabricados pela equipe.
[Imagem: Sanghyo Lee et al. - 10.1126/sciadv.adf4049]

Telas de tecido

Os processos foram todos otimizados para minimizar os danos aos componentes eletrônicos, o que, por sua vez, tornou os têxteis duráveis o suficiente para suportar o alongamento em uma máquina de tecelagem industrial.

O método de encapsulamento dos componentes foi aprimorado para garantir a funcionalidade de cada um, e a força mecânica e a energia térmica foram investigadas sistematicamente, até alcançar os parâmetros exigidos pela tecelagem automatizada e pela interconexão baseada em laser, respectivamente.

Os protótipos, fabricados por um parceiro da indústria têxtil, têm 50 x 50 centímetros, mas a equipe garante que tudo pode ser ampliado para dimensões maiores e produzido em grandes volumes. E eles estão de olho nas oportunidades oferecidas pelas telas em tecido, que poderão encontrar amplas oportunidades de mercado.

"A flexibilidade desses tecidos é absolutamente incrível,", disse o professor Luigi Occhipinti. "Não apenas em termos de flexibilidade mecânica, mas também na flexibilidade da abordagem e na implantação de plataformas de fabricação de eletrônicos sustentáveis e ecologicamente corretas, que contribuam para a redução das emissões de carbono e permitam aplicações reais de têxteis inteligentes em edifícios, interiores de automóveis e roupas. Nossa abordagem é única nesse sentido."

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