Fibras inspiradas en el pelaje de los osos polares, probadas en un suéter, ofrecen un aislamiento térmico excepcional

Inspirados en la estructura del pelaje del oso polar, los investigadores presentan una fibra tejible de aerogel con excepcionales propiedades térmicas y mecánicas. Las fibras son lavables, pueden teñirse, son duraderas y son adecuadas para su uso en textiles avanzados. Estas cualidades permitieron a los investigadores probarlas en un suéter que demostró un impresionante aislamiento térmico, entre otras características. Los aerogeles son un material ideal para el aislamiento térmico. Presentan una elevada porosidad y una conductividad térmica extremadamente baja. Sin embargo, la aplicación de aerogeles en fibras aislantes para textiles se ha visto limitada por su fragilidad y su escasa procesabilidad. No solo carecen de la resistencia y elasticidad necesarias para tejerlas para producir textiles prácticos, sino que las fibras de aerogel actuales no son lavables a máquina y pierden rápidamente su capacidad de aislamiento térmico en condiciones de lluvia o entornos húmedos. Muchos animales que viven en entornos extremadamente fríos han desarrollado pelajes especializados que los mantienen cálidos y secos. Por ejemplo, el manto del oso polar está compuesto por un núcleo poroso encerrado en el interior de una densa estructura de caparazón. Como resultado, el pelo proporciona un excepcional aislamiento térmico al tiempo que mantiene su resistencia y flexibilidad. Imitando la estructura de núcleo-caparazón del pelo del oso polar, Mingrui Wu y sus colegas utilizaron un enfoque de hilado congelado para crear una robusta fibra de aerogel polimérico con poros laminares. A continuación, la encapsularon en una fina capa de goma elástica. La fibra encapsulada de aerogel resultante (encapsulated aerogel fiber, EAF) logra un excelente rendimiento en aislamiento térmico, al mismo tiempo que es mecánicamente robusta, lo que la hace adecuada para ser tejida. Pese a la alta porosidad interna de la fibra (más del 90 %), Wu y sus colaboradores demuestran que la fibra es elástica hasta un 1000% de deformación, lo que supone una mejora significativa en comparación con las fibras de aerogel tradicionales, que tan solo logran aproximadamente un 2% de deformación. La fibra mantuvo sus propiedades de aislamiento térmico con un impacto mínimo incluso después de 10.000 ciclos repetidos de estiramiento al 100% de deformación. Además, los autores demuestran que la EAF es lavable y puede ser teñida. Como prueba de concepto, Wu y sus colaboradores tejieron un fino suéter elaborado con estas fibras, el cual, a pesar de tener aproximadamente una quinta parte del grosor de una chaqueta de plumón, proporcionó un rendimiento de aislamiento comparable. En un artículo de Perspective relacionado, Zhizhi Sheng y Xuetong Zhang discuten este estudio en mayor detalle.