Este nuevo tejido puede ‘escuchar’ sonidos o transmitirlos
Algún día, nuestra ropa puede escuchar a escondidas la banda sonora de nuestras vidas.
Una nueva fibra actúa como un micrófono. Puede captar el habla, el susurro de las hojas, incluso el canto de los pájaros. Luego convierte esas señales acústicas en eléctricas. Tejidas en tela, estas fibras pueden escuchar palmadas y sonidos débiles. Incluso pueden captar los latidos del corazón de su portador, informan los investigadores el 16 de marzo en Naturaleza.
Las telas que contienen estas fibras podrían convertirse en una forma fácil, cómoda y tal vez moderna de escuchar nuestros órganos o ayudar a la audición.
La tela que interactúa con los sonidos ha existido durante quizás cientos de años, dice Wei Yan. Trabajó en la tela mientras estaba en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, o MIT, en Cambridge. Como científico de materiales, utiliza la física y la química para investigar y diseñar materiales.
Por lo general, se han utilizado telas para amortiguar el sonido, señala Yan, que ahora trabaja en la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur. Usar tela como micrófono, dice, es «un concepto totalmente diferente».
Tomando un latido del tímpano
La nueva investigación se inspiró en el tímpano humano, dice Yan. Las ondas de sonido hacen que el tímpano vibre. La cóclea del oído (KOAK-lee-uh) convierte esas vibraciones en señales eléctricas. “Resulta que este tímpano está hecho de fibras”, señala el científico de materiales Yoel Fink. Formó parte del equipo del MIT que creó la nueva estructura.
Las fibras en las capas internas del tímpano se entrecruzan. Algunos se extienden desde el centro del tímpano. Otros forman círculos. Hechas de la proteína colágeno, esas fibras ayudan a las personas a oír. Su disposición, dice Fink, se parece a las telas que teje la gente.
Similar a lo que le hace al tímpano, el sonido hace vibrar la tela. El nuevo tejido contiene fibras de algodón y otras hechas de un material rígido llamado Twaron. Esa combinación de hilos ayuda a convertir la energía de los sonidos en vibraciones. Pero la tela también incluye una fibra especial. Contiene una mezcla de materiales piezoeléctricos. Dichos materiales producen un voltaje cuando se presionan o doblan. Diminutas hebillas y curvas de la fibra piezoeléctrica crean señales eléctricas. Esas señales se pueden enviar a un dispositivo que lee y registra el voltaje.
El micrófono de tela funciona en una variedad de niveles de sonido. Puede sentir la diferencia entre una biblioteca tranquila y un tráfico intenso, informa el equipo. Los investigadores todavía están trabajando para usar software de computadora para ayudar a desenredar los sonidos que quieren escuchar de un fondo de ruido. Cuando se teje en la ropa, la tela sensible al sonido se siente como una tela normal, dice Yan. En las pruebas, siguió funcionando como un micrófono incluso después de pasar por el lavado 10 veces.
Los materiales piezoeléctricos tienen un «gran potencial» para las aplicaciones, dice Vijay Thakur. Científico de materiales, trabaja en el Colegio Rural de Escocia en Edimburgo y no participó en el desarrollo de la nueva tela.
La gente ha explorado materiales piezoeléctricos para generar energía a partir de vibraciones. Pero esos materiales se han visto limitados por los voltajes muy pequeños que producen. La forma en que se fabrican las nuevas fibras especiales supera este desafío, dice. Su capa exterior es súper elástica y flexible. No se necesita mucha energía para doblarlos. Eso concentra la energía de las vibraciones en la capa piezoeléctrica. Esto hace que el micrófono sea más sensible, dice Thakur, que no participó en la investigación.
Hilos de alta tecnología
Como prueba de concepto, el equipo tejió su micrófono de tela en una camiseta. Como un estetoscopio, podía escuchar los latidos del corazón de su portador. “Esto es realmente inspirador”, dice Yogendra Mishra, quien tampoco participó en el nuevo trabajo. Ingeniero de materiales, trabaja en la Universidad del Sur de Dinamarca en Sønderborg. Con una fibra montada cerca del corazón, esta camiseta podría medir de forma fiable el ritmo cardíaco de una persona.
También podía escuchar las firmas sonoras del cierre de ciertas válvulas cardíacas, informan los autores. Usado de esta manera, el micrófono de tela podría detectar murmullos. Esos son sonidos inusuales que pueden indicar algún problema con el funcionamiento del corazón.
Thakur dice que la tela algún día podrá proporcionar información similar a la de un ecocardiograma (Ek-oh-KAR-dee-oh-gram). Dichos sensores usan ondas de sonido para obtener imágenes del corazón. Si se demuestra que funcionan para monitorear el cuerpo y para diagnosticar enfermedades, las telas para escuchar podrían encontrar uso en la ropa de los niños pequeños. Tal ropa podría facilitar el seguimiento de las condiciones cardíacas en los pequeños que tienen problemas para quedarse quietos, dice.
El equipo también anticipa que el micrófono de tela podría ayudar a las personas que tienen problemas para oír. Podría amplificar el sonido y ayudar a las personas a detectar la dirección de un sonido. Para probar esto, Yan y sus colegas hicieron una camiseta con dos fibras sensibles al sonido en la espalda. Estas fibras podían detectar la dirección de donde venía un aplauso. Debido a que las dos fibras estaban separadas, hubo una pequeña diferencia en el momento en que cada una captó el sonido.
Y cuando se conecta a una fuente de energía, la tela hecha con las nuevas fibras puede incluso transmitir sonido, actuando como un altavoz. Las señales de voltaje enviadas a la tela provocan vibraciones que producen sonidos audibles.
“Durante los últimos 20 años, hemos estado tratando de introducir una nueva forma de pensar acerca de las telas”, dice Fink en el MIT. Durante mucho tiempo, las telas han brindado belleza y calidez, pero pueden hacer más. Pueden ayudar a resolver algunos problemas acústicos. Y tal vez, dice Fink, también pueden embellecer la tecnología.
Esta es una de una serie que presenta noticias sobre tecnología e innovación, posible gracias al generoso apoyo de la Fundación Lemelson.
