Los textiles y las fibras de las que están hechos están experimentando un cierto tipo de renacimiento tecnológico últimamente. Mediante la incorporación de moléculas biológicas en la seda, los investigadores están descubriendo formas de convertirla en sensores. También pueden convertir el algodón en telas electrónicas al bañarlo en una solución de nanotubos. La idea consiste en utilizar estos textiles electrónicos, que son flexibles y se pueden llevar puestos de forma confortable, para poder detectar cosas como la sangre en un soldado o los patógenos que circulan en el aire.

Un grupo de investigadores en MIT acaba de integrar una serie de sensores de luz en unas fibras de polímero, con lo que han logrado crear un nuevo tipo de cámara. Yoel Fink, profesor de ciencias de los materiales e ingeniería, además de investigador principal del proyecto, señala que las cámaras estándar necesitan un tipo de lentes que a menudo son rígidas y pesadas. Una cámara hecha de fibras, por el contrario, podría ser de peso ligero, robusta, e incluso plegable. Aunque Fink admite que las aplicaciones aún no están bien definidas, sugiere que una cámara a base de fibras como esta se podría utilizar en telescopios plegables de gran tamaño, o se podría integrar en los uniformes de los soldados.

Con anterioridad, el equipo de Fink logró demostrar que es posible integrar materiales semiconductores en las fibras y crear sensores de temperatura o luz que puedan ser tejidos para crear distintas formas y tamaños. En el trabajo más reciente de este equipo, han logrado integrar ocho sensores dentro de una fibra de polímero—más de lo que hasta ahora habían logrado.

Para poder crear la cámara, los investigadores integraron los ocho sensores de luz semiconductores en un cilindro de polímero con un diámetro de 25 milímetros, controlando el espaciado y el ángulo del sensor dentro de la fibra. Una vez que los sensores, hechos de un tipo de vidrio semiconductor, estuvieron colocados en su posición, el cilindro de polímero fue calentado y después estrechado para que el diámetro encogiese hasta alcanzar un diámetro de cientos de micrómetros—un proceso idéntico al que se fabrica la fibra comercial que se utiliza en las aplicaciones de telecomunicaciones—sin por ello perder la orientación de los sensores.

Fabien Sorin, el investigador de postdoctorado que desarrolló la cámara de fibras, afirma que construyó una red de 36 por 36 fibras y conectó los sensores semiconductores de la fibra a unos electrodos. Cuando la luz choca con los semiconductores, esto hace que se desplacen los electrones dentro del material, creando así una corriente eléctrica. La intensidad de esta corriente proveniente de las fibras se envía a un algoritmo, ejecutado en un ordenador adjunto, que crea la imagen del objeto que se coloque cerca de la lámina de fibra.

Los ocho sensores están agrupados en pares, consistentes en un sensor interno y uno externo, afirma Sorin. “Si conocemos el grosor de la primera capa, y conocemos el tipo de material, es posible reconstruir la energía del fotón puesto que esta energía está directamente relacionada con la profundidad con la que el fotón penetra en el material.” En otras palabras, los sensores internos ofrecen un tipo de información que permite a los investigadores saber de qué energía estamos hablando, y que se corresponde con la longitud de onda, el color o la luz.

La capa externa de sensores se usa para determinar el ángulo con el que la luz está penetrando en la fibra, lo que se podría usar para crear imágenes tridimensionales, afirma Sorin. Los sensores se distribuyen uniformemente alrededor del centro de la fibra. Si algunos sensores recogen una gran cantidad de fotones, al contrario que los sensores adyacentes, los investigadores pueden determinar el ángulo en el que se están originando los fotones.

Este estudio es una demostración muy ingeniosa de cómo las fibras con múltiples materiales se puede utilizar para varias aplicaciones, afirma Juan Hinestroza, profesor de ciencias de la fibra y diseño de ropa en la Universidad Cornell. “Creo que esta es sólo la primera de las numerosas aplicaciones posibles que nos ofrece esta tecnología,” afirma. Hinestroza cree que este tipo de fibras se podrían tejer o hilar en las telas para detectar la temperatura, la ocupación y el tráfico en una sala o terminal, o para detectar la presencia de trazos de determinados gases peligrosos.

John Rogers, profesor de ciencias de los materiales e ingeniería en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, afirma que el estudio está relacionado con un “cada vez mayor número de informes que exploran métodos nuevos e inusuales, y a veces inspirados por la biología, para crear imágenes,” entre los que se incluyen una cámara esférica, con forma de ojo, que fue desarrollada con anterioridad por su grupo. “La capacidad de las fibras para extenderse a lo largo de grandes superficies, de forma flexible, podría crear un importante mercado para esta nueva tecnología de la imagen,” afirma. Sin embargo, Rogers añade que la cámara de fibras da la impresión de ser “un tipo de tecnología que aún no ha encontrado qué problema viene a resolver.”

Sorin afirma que el siguiente paso para el equipo del MIT es construir incluso más capas de sensores dentro de la fibra, que se puedan usar para re-crear imágenes con múltiples colores. Es posible añadir más capas, aunque podría resultar un auténtico reto. “Si se colocan más capas dentro de la fibra, se hace más difícil mantener la uniformidad interna,” afirma Sorin. Será necesario llevar a cabo una serie de pruebas para determinar los parámetros más apropiados, tales como la velocidad con que las fibras puedan ser alineadas, así como la longitud máxima que pueda mantener la orientación original de los sensores.