Tintas elásticas para eletrónica integrada em têxteis
Têxteis inteligentes com funções inteligentes: as estampagens condutoras de eletricidade feitas com tintas condutoras são uma alternativa económica aos fios condutores
As impressões condutoras de eletricidade nos têxteis são a base dos têxteis funcionais com funções electrónicas, os chamados têxteis inteligentes. As tintas condutoras e os aglutinantes devem ser bem combinados para garantir uma condutividade permanente, mesmo sob influências mecânicas externas, como o estiramento, a pressão e a flexão. Os Institutos Alemães de Investigação de Têxteis e Fibras (DITF) estão a trabalhar em novas formulações de tintas que satisfazem estes requisitos.
Aplicação da camada condutora com um rodo
DITF
Desporto, moda e indústria automóvel - os têxteis com eletrónica integrada são utilizados em muitas áreas da vida quotidiana. A eletrónica integrada nos têxteis ajuda a monitorizar os parâmetros vitais humanos e os dados de desempenho, e permite à indústria da moda integrar elementos interactivos no vestuário. É utilizada de várias formas na indústria automóvel, onde aumenta o conforto e a segurança dos passageiros.
Os componentes condutores mais comuns utilizados nos têxteis até à data são os fios enrolados e os fios condutores com alívio de tensão dispostos em laços. Estes fios asseguram um fluxo fiável de eletricidade, mesmo em têxteis sujeitos a elevadas tensões mecânicas. A sua produção é complexa. Por conseguinte, são dispendiosos e apenas parcialmente adequados para o mercado de massas. A impressão de estruturas condutoras em superfícies têxteis utilizando a serigrafia ou a tecnologia de cromojacto, uma técnica de impressão digital por pulverização, é muito mais rentável.
No entanto, existem vários desafios na produção de têxteis condutores impressos. Uma das maiores dificuldades é garantir a condutividade dos materiais impressos, mantendo a flexibilidade e a suavidade do têxtil. Além disso, a durabilidade das estampagens pode deteriorar-se, especialmente com lavagens frequentes ou stress mecânico. O estiramento ou o movimento podem fazer com que as estampagens se partam ou rasguem. A condutividade eléctrica é frequentemente afetada, mesmo sob baixa tensão mecânica, quando o estiramento da camada condutora não é reversível. A adesão entre a aplicação da impressão e o têxtil pode enfraquecer com o estiramento repetido. Isto resulta numa fraca estabilidade a longo prazo. A integração de elementos electrónicos nos têxteis é também frequentemente dificultada pelo facto de a ligação entre os elementos condutores e os componentes electrónicos ser propensa a falhas.
O DITF está a trabalhar em novas soluções para enfrentar estes desafios. O grupo de trabalho sobre impressão a cores e funcional está a trabalhar em novas formulações de tintas e pastas baseadas em partículas condutoras e aglutinantes elásticos. O objetivo é melhorar o comportamento de alongamento das impressões, mantendo ao mesmo tempo uma boa condutividade eléctrica. As propriedades elásticas do ligante são largamente determinadas pelos auxiliares e aditivos utilizados. O DITF determina as interações entre estes componentes e obtém conhecimentos para a formulação de novas tintas elásticas e altamente condutoras.
As propriedades de histerese das novas formulações de tintas são de importância fulcral. A histerese refere-se à capacidade de um material manter as suas propriedades sob tensão ou esforço repetido. Uma histerese bem adaptada suporta a condutividade das estruturas impressas, mesmo sob tensão mecânica contínua. Os materiais adequados podem adaptar-se ao movimento do têxtil sem comprometer as propriedades condutoras.
O objetivo da equipa de investigação do DITF é expandir o conhecimento das interações entre partículas condutoras e aglutinantes, entre aditivos e auxiliares têxteis, a fim de produzir tintas e pastas altamente condutoras. Isto permitirá produzir os melhores e mais resistentes revestimentos de impressão para diferentes substratos têxteis e diferentes aplicações, permitindo uma condutividade fiável.
Nestas condições, os custos da produção em massa de eletrónica têxtil podem ser reduzidos.
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