septiembre 1, 2020
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Tejido ignífugo y repelente de insectos desarrollado para uniformes del ejército de EE. UU.

El Ejército de los EE. UU. ha pedido nuevos uniformes de cosecha propia que no solo sean retardadores de fuego sino también repelentes de insectos, y un equipo dirigido por el Dr. Ramaswamy Nagarajan del Centro Lowell de Material Avanzado de la Universidad de Massachusetts ha respondido con un nuevo material multifuncional fabricado tratando una mezcla de nailon y algodón disponible comercialmente con productos químicos no tóxicos.

Los uniformes militares han recorrido un largo camino desde los días en que su función principal era identificar de qué lado estaba un soldado mientras intimidaba al enemigo. En los viejos tiempos, los uniformes pueden haber sido impresionantes y coloridos, pero también eran incómodos, difíciles de limpiar y mantener, y no muy prácticos ni para el combate ni para las tareas diarias.

Hoy en día, los uniformes son cada vez más de alta tecnología, con camuflaje digital, protección contra agentes biológicos y químicos, protección contra explosiones e incluso guantes autocalentables. Lo frustrante es que las fuerzas armadas con proyección global, como el Ejército de los Estados Unidos, idealmente quieren uniformes que sean cómodos en todos los climas, fáciles de lavar pero duraderos, retardadores del fuego y que puedan repeler insectos.

«El Ejército nos presentó este interesante y desafiante requisito de multifuncionalidad», dice Nagarajan. «Hay uniformes de combate del Ejército resistentes al fuego hechos de varios materiales que cumplen con los requisitos de retardantes de llama. Pero son caros y hay problemas para teñir las telas. Además, algunas de las materias primas no se producen en los EE. UU. El objetivo era encontrar un material existente que pudiéramos modificar para hacerlo retardante de llama y repelente de insectos, y aún así tener una tela que un soldado querría usar «.

Para el material base, el equipo de Nagarajan eligió una mezcla de nailon y algodón 50-50 disponible comercialmente que ya había demostrado ser económica, cómoda, fuerte y resistente al desgaste. Luego lo hicieron más ignífugo dopando las fibras con un compuesto no tóxico que contiene fósforo llamado ácido fítico que se deriva de semillas, nueces y granos.

«Comenzamos haciendo la tela ignífuga, enfocándonos en la parte de algodón de la mezcla», dice el miembro del equipo Sourabh Kulkarn. «El algodón tiene una gran cantidad de grupos hidroxilo (oxígeno e hidrógeno unidos entre sí) en su superficie, que pueden activarse con productos químicos fácilmente disponibles para unirse con compuestos que contienen fósforo que imparten retardo de llama».

El siguiente paso fue hacer el material repelente de insectos agregando un repelente de insectos no tóxico de uso diario conocido como permetrina, que es un químico sintético que actúa como extractos naturales de la flor de crisantemo y se adhiere a las fibras mediante deposición asistida por plasma.

En pruebas para determinar la capacidad de liberación de calor y la liberación total de calor, junto con una prueba de llama vertical, el nuevo material mostró ser al menos un 20 por ciento más retardante del fuego que la versión sin tratar. Mientras tanto, las pruebas de insectos vivos con mosquitos demostraron un aumento del 98 por ciento en repelencia. A pesar de estas mejoras, el tejido se mantuvo transpirable según las pruebas de permeabilidad al aire.

«Estamos muy emocionados porque hemos demostrado que podemos modificar esta tela para que sea retardante de llama y repelente de insectos, y aún así sea bastante duradera y cómoda», dice Nagarajan. «Nos gustaría usar una sustancia distinta al ácido fítico que contenga más fósforo y, por lo tanto, imparta un mayor nivel de retardo de llama, mejor durabilidad y aún no sea tóxica para la piel de un soldado. Habiendo demostrado que podemos modificar la tela, también nos gustaría ver si podemos unir antimicrobianos para prevenir infecciones por bacterias, así como tintes que permanezcan duraderos «.

 

Los resultados se presentarán en la Reunión y Exposición Virtual de Otoño de 2020 de la American Chemical Society (ACS).

Fuente: American Chemical Society

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