En esta entrada de blog, examinamos la estructura y los principios de fabricación de la microfibra y exploramos científicamente la eficacia con la que este material puede bloquear los ácaros del polvo y el polvo.
¿Has oído hablar de la ropa de cama que previene los ácaros y el polvo? Es una tecnología novedosa que está ganando popularidad en la industria textil y de la ropa de cama. Quien haya buscado ropa de cama o prendas de vestir seguramente ha oído hablar de este producto y de su material: la microfibra.
Las fibras ultrafinas son fibras cien veces más finas que un cabello humano. Al usarse en diversos productos, crean microburbujas de aire más pequeñas que el polvo fino o los ácaros, pero más grandes que las moléculas de aire. Esto permite que los productos de fibra mantengan su transpirabilidad, a la vez que proporcionan una barrera que impide la penetración del polvo y los ácaros. Esta funcionalidad es especialmente beneficiosa para personas alérgicas y con piel sensible. Dado que el tejido posee una transpirabilidad similar a la de la cerámica, a la vez que evita la adhesión del polvo fino y la proliferación de ácaros, se utiliza ampliamente en ropa de cama y prendas de vestir funcionales. ¿Cómo se fabrica esta fibra, cien veces más fina que un cabello humano?
El hilo convencional se produce llenando un tubo cilíndrico hueco con un polímero líquido, aplicando presión y extruyendo hebras una a una, de forma similar a la elaboración de fideos. Sin embargo, la creación de microfibras mediante este mismo método requiere la fabricación previa de tubos con diámetros de decenas de nanómetros, lo cual es técnicamente muy complejo. Por lo tanto, las microfibras se fabrican principalmente mediante electrohilado, que emplea un campo eléctrico en lugar de manipulación mecánica.
La electrohilatura es un método que aplica un alto voltaje a una materia prima líquida, lo que provoca que las moléculas que la componen se repelan entre sí. La materia está compuesta por innumerables partículas llamadas moléculas. Al aplicar un alto voltaje al material, estas moléculas se ven afectadas y se cargan eléctricamente. Es similar a cómo nuestra voz se vuelve más fuerte en lugares ruidosos como salas de conciertos o mercados. En un área con alta carga eléctrica, las moléculas también se cargan, creando un fenómeno electrostático. Las moléculas adquieren la misma carga, y las cargas iguales se repelen. Por lo tanto, se alejan. Por otro lado, en estado líquido, las moléculas también poseen una fuerza de atracción entre sí. Esto se debe a la tensión superficial, que hace que las moléculas se agrupen para minimizar la superficie de contacto. Cuando la fuerza repulsiva causada por las cargas se vuelve más fuerte que la tensión superficial que mantiene las moléculas agrupadas, el líquido ya no puede permanecer compacto y se pulveriza. Por eso se pulveriza en forma de gotitas. Estas gotitas se solidifican gradualmente al pasar por el aire. Al atravesar el aire, transfieren su carga a la atmósfera y la pierden gradualmente. Una vez que pierden suficiente carga, el flujo de estas gotas se vuelve inestable. En consecuencia, el flujo se retuerce en espiral y se alarga adquiriendo forma de hilo. Así se forma el hilo, de manera similar a la figura que dibuja la cinta de una gimnasta. Este fenómeno continúa hasta que la gota alcanza una placa de alto voltaje situada a cierta distancia del punto donde se cargó eléctricamente el líquido.
El proceso de creación de nanofibras mediante electrohilado posee propiedades extraordinarias. Al hilar con maquinaria convencional, se requieren diferentes máquinas con especificaciones distintas para producir hilos de diferentes grosores. Sin embargo, el electrohilado elimina por completo esta necesidad. En el electrohilado, el grosor del filamento se controla únicamente ajustando el voltaje aplicado. Un voltaje mayor produce filamentos más finos, ya que proporciona más energía. Esto es análogo a dejar caer un objeto frágil desde una gran altura, provocando que se rompa en pedazos más pequeños. Un líquido que recibe alta energía del voltaje adquiere una carga más fuerte y experimenta una mayor repulsión. Esta fuerte repulsión supera las fuerzas que hacen que los líquidos se aglutinen, permitiendo que se dispersen en gotas más pequeñas.
Otra ventaja de la electrohilatura es su capacidad para combinar diversos materiales y conferirles nuevas funcionalidades. Por ejemplo, la creación de nanofibras con agentes antimicrobianos añadidos puede inhibir el crecimiento de bacterias y hongos, así como de ácaros del polvo doméstico. Estas fibras, que combinan diversos materiales y funcionalidades, encuentran numerosas aplicaciones más allá de la ropa de cama, desde materiales médicos y ropa deportiva hasta filtros industriales. Desempeñan un papel fundamental en la mejora de nuestra calidad de vida.
Inconscientemente, utilizamos muchos productos de microfibra en nuestra vida diaria. Se emplean en diversos artículos funcionales, desde ropa de cama antiácaros y ropa deportiva técnica hasta toallas que eliminan el polvo. Todos estos productos funcionales surgieron de un pequeño cambio de mentalidad: convertir la fuerza física en fuerza eléctrica. Esto nos lleva a preguntarnos cómo podría cambiar el mundo si en el futuro se desarrollan métodos aún más innovadores, que den lugar a hilos aún más finos y especializados. Los avances científicos y tecnológicos impulsan la innovación incluso en los aspectos más pequeños de nuestra vida cotidiana, y nuevos materiales como la microfibra seguirán demostrando su valor en diversos campos.
