Yoshiro Tajitsu de la Universidad de Kansai, Osaka, Japón, y Teijin Limited, Japón, han desarrollado innovadores sensores de cordón trenzados PLLA piezoeléctricos para wearables. Esta tecnología se puede usar como sensores en wearables en los sectores de moda, indumentaria deportiva, diseño de interiores y cuidado de la salud, áreas para las cuales no se pueden usar dispositivos convencionales de detección para wearables.
 Las pantallas del panel táctil están omnipresentes. Es difícil imaginar el uso de teléfonos inteligentes, ordenadores personales, relojes digitales y otros dispositivos electrónicos modernos sin esta forma de interfaz hombre-dispositivo. Sin embargo, a pesar de la proliferación de dispositivos con paneles táctiles, cada vez hay más investigaciones sobre la próxima generación de dispositivos "hombre-máquina", que podrían usarse como ropa, los llamados "sensores wearable".
 
Ahora, con un enfoque innovador, Yoshiro Tajitsu de la Universidad de Kansai, Osaka, Japón, y Teijin Limited, Japón, han desarrollado las primeras telas piezoeléctricas para wearables del mundo que consisten en un núcleo conductor de hilo de fibra de carbono; PLLA (Piezoelectric Polyctric PolyL-lactid Acid) y PET (Polyethylene Terephthalate); y una cubierta de blindaje exterior de fibra de carbono (Fig.1).
 
Los cordones trenzados PLLA piezoeléctricos producen señales eléctricas en respuesta a casi cualquier tipo de movimiento tridimensional, incluyendo flexión y torsión. Es importante destacar que estas telas del tipo de cable coaxial se tejen en cordones trenzados piezoeléctricos para protección electromagnética y alta sensibilidad, por lo que no responderán al ruido ambiental de los teléfonos celulares y otras interferencias electromagnéticas.
 
"Nuestra investigación está dirigida a desarrollar prendas funcionales, a veces denominadas 'e-textiles'", afirma Tajitsu. "Creemos que los dispositivos wearable máquina-hombre permitirán a las personas interactuar con dispositivos externos de forma natural, sin verse limitados u obstaculizados por tener que realizar movimientos complicados, como centrarse en un panel de visualización para leer las instrucciones. Además, los "textiles electrónicos" deben ser cómodos y estar a la moda para tener una amplia aceptación. Estas ideas llevaron al desarrollo de nuestros sensores portátiles en forma de cordón trenzado japonés tradicional o Kumihimo utilizado en el Kimono".
 
Aplicaciones de cordones trenzados PLLA piezoeléctricos
 El profesor Tajitsu y sus compañeros tejieron tres tipos de nudos decorativos tradicionales japoneses (Kame, Kicchyo y Awaji) utilizados como parte de los kimonos tradicionales usados ​​por mujeres (Fig.2) con cordones trenzados PLLA. "Analizamos la magnitud de las señales eléctricas que podríamos esperar para cada uno de estos tres nudos", explica Tajitsu. "Nuestro cálculo de elementos finitos mostró que la señal más grande sería producida por los nudos Kame y Kicchyo, y que la respuesta de los Awaji sería muy pequeña. Entonces usamos los nudos Kame y Kicchyo para posibles aplicaciones".
 
Una de las aplicaciones normales es para Kimono japonés (Fig.2), por ejemplo para activar un teléfono inteligente y hacerse un selfie. "Estamos trabajando con diseñadores de moda en Francia e Italia en el diseño de la ropa hecha con nuestros cordones trenzados PLLA", afirma Tajistu. "Estamos buscando posibilidades para la ropa japonesa tradicional como el Kimono femenino con socios en Japón". El cordón trenzado PLLA piezoeléctrico se puede usar como sensores wearable, principalmente en los campos de moda, indumentaria deportiva, diseño de interiores y cuidado de la salud, utilizando su estilo y capacidad de uso, que no se puede lograr utilizando dispositivos convencionales de detección wearable (Fig.3).
 
La asistencia sanitaria y el seguimiento del movimiento de las personas son otras aplicaciones potenciales de los cordones trenzados PLLA. Por ejemplo, Tajistu y compañeros de trabajo han fabricado collares decorativos con nudos Kame y Kicchyo, que se usaron con éxito para controlar la frecuencia del pulso debido a la presión de las arterias carótidas en cada lado del cuello. Cabe destacar que la señal de pulso no se vio afectada por los movimientos de la cabeza u otras partes del cuerpo (Fig. 4). "El sujeto no siente ninguna molestia con el collar, por lo que es un dispositivo portátil muy útil para controlar el cuidado de la salud", afirma Tajitsu. "En nuestros experimentos transmitimos las señales a los teléfonos inteligentes por Wi-Fi. También hemos hecho cordones para los zapatos para controlar el movimiento. Esta  es una tecnología moderna y muy potente para aplicaciones de gran alcance ".
 
 Referencias

1) Y. Tajitsu, “Catheters for thrombosis sample in blood vessels using piezoeletric polymer fibres”, Biomedical applications of electroactive polymer actuators, Chap. 21, Editors: Federico Carpi (University of Pisa, Italy) and Elisabeth Smela (University of Maryland, USA) , Wiley book (2009)
2) Y. Tajitsu, “Industrial applications of Poly(lactic acid)”, Advances in Polymer Science, Springer. (2017)
3) Y. Tajitsu, “Piezoelectric Poly-L-lactic Acid Fabric and its Application to Control of Humanoid Robot”, Y. Tajitsu, Ferroelectric, 515, 1 (2017).
4) Y. Tajitsu, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, in press.
 
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