La camiseta que sabe si tienes el corazón contento: convierten prendas normales en monitores cardiacos inteligentes usando fibras de nanotubos de carbono

Vivimos tiempos trepidantes para el diseño de prendas inteligentes encaminadas a mejorar el bienestar y monitorizar la actividad física de los usuarios. En este camino, las nanofibras conductoras pueden optimizar la experiencia y hacerla más fluida.

Es el caso de la nueva camiseta inteligente para medir la frecuencia cardiaca diseñada por investigadores de la Universidad de Rice: entretejida con fibras de nanotubos de carbono, proporciona un contacto eléctrico permanente con la piel, permitiendo recopilar datos sobre la actividad cardiaca. 

La prenda se diseñó en el laboratorio de Brown School of Engineering del ingeniero químico y biomolecular Matteo Pasquali. En una publicación de la revista Nano Letters de la American Chemical Society se detallan las aplicaciones de esta prenda deportiva, que permitiría controlar la frecuencia cardiaca y tomar un electrocardiograma continuo del usuario que la porta. 

Todo son ventajas para esta camiseta singular: su tela tiene tanta conductividad como el alambre de metal, pero es confortable, las fibras no se rompen al estar en movimiento y puede lavarse con normalidad. 

La prenda se mostró más efectiva para recopilar datos del corazón que un monitor estándar con correa para el pecho que tomaba mediciones en vivo durante los experimentos. Al combinarse con monitores de electrodos médicos comerciales, la camisa de nanotubos de carbono brindó electrocardiogramas ligeramente mejores.

“La camisa tiene que estar ceñida al pecho”, explica la estudiante graduada de Rice, Lauren Taylor, autora principal del estudio. Para aplicaciones futuras planean diseñar parches todavía más densos con el mismo material para ampliar la superficie de contacto con la piel.

Las fibras se pueden coser a máquina como hilo estándar, empleando un patrón de costura en zig zag. La suave y flexible camiseta puede lavarse en la lavadora sin deteriorarse. 

Las fibras también se utilizan como electrodos para conectar dispositivos electrónicos como transmisoresBluetooth que permiten enviar los datos al smartphone o conectarse a un monitor Holter que se puede guardar en el bolsillo del usuario. 

En el campo médico, los filamentos de nanotubos permiten fabricar interfaces eléctricas con el cerebro, implantes cocleares y contribuir a la reparación de corazones dañados. Sus aplicaciones también empapan la industria automotriz, aeroespacial y tecnológica. 

El desarrollo de las nanofibras de carbono por parte de la Universidad de Rice se remonta a 2013. Desde 2019 también se crea en la iniciativa de investigación Carbon Hub.

Para que el material pudiese coserse, se creó un hilo de grosor equivalente al convencional con 3 haces de 7 filamentos cada uno. Contactaron con un fabricante de pequeñas máquinas diseñadas para hacer cuerdas para modelos de barcos, y este confeccionó un dispositivo de mediana escala. 

Las fibras tejidas en la tela también se pueden usar para incrustar antenas o LED, según los investigadores. Modificaciones menores a la geometría de las fibras y la electrónica asociada también podrían facilitar el seguimiento a tiempo real de otros signos vitales, como el esfuerzo o la frecuencia respiratoria. 

Y todavía hay más usos potenciales, como las interfaces hombre-máquina para automóviles, los robots blandos o la protección balística en uniformes militares. Su biocompatibilidad, conductividad, suavidad y buen contacto con la piel hacen de este material todo un filón por descubrir. 

"Estamos en la misma situación que las células solares hace unas décadas", dice el bioingeniero molecular Matteo Pasquali, también autor del estudio. "Necesitamos líderes en aplicaciones que puedan proporcionar un impulso para aumentar la producción y aumentar la eficiencia", solicita el investigador.