Imagine que va caminando por la calle en un día lluvioso. Es en esos momentos cuando desearía tener una chaqueta o una falda que no se mojara. Esta, precisamente, es la innovación que, desde hace un poco más de un año, se viene gestando en el Laboratorio de Nanotecnología, de la mano del Semillero de Nanobioingeniería, liderado por la profesora Alis Pataquiva, que ha contado con la participación de las estudiantes del programa de Ingeniería Química, María Alejandra Murillo y Valentina Ruano, y con la articulación del programa de Diseño y Gestión de la Moda, que, de la mano del profesor Santiago Romero y el estudiante Salim Kadamani, han convertido un biopolímero constituido por nanocelulosa procedente de un cultivo de bacterias y levaduras en elegantes prendas de vestir, marroquinería y accesorios.
Aunque el uso de este biopolímero ya ha sido implementado en otras latitudes desde hace más de una década, especialmente por la diseñadora de moda inglesa Suzanne Lee, quien con su proyecto Biocouture trabaja en la sostenibilidad de la moda a partir de la creación de ropa producto de la fermentación de azúcar y té verde, lo innovador de la propuesta de las tadeístas radica en la capacidad que tiene el material de repeler los líquidos, gracias al recubrimiento de nanopartículas de titanio que las investigadoras agregan al material, mediante un proceso de inmersión de este durante 24 horas, en una sustancia gelatinosa en las que estas partículas de titanio, equivalentes a una mil millonésima parte de un metro, se encuentran suspendidas. Al final del proceso, una nanocapa de este elemento químico, imperceptible al ojo humano, queda adherida al biopolímero.
De izquierda a derecha, las investigadoras del proyecto, Valentina Ruano, Alejandra Murillo y Alis Pataquiva
En su estado sin las nanopartículas, el biopolímero absorbe cerca del 98% de su peso en agua, convirtiéndose en un problema para su producción en la industria de la moda, mientras que, con la capa protectora, esta absorción se reduciría significativamente al 2,7% de su peso.
En un momento donde la industria de la moda es considerada la segunda más contaminante del mundo, y los polímeros, entre ellos algunos cueros sintéticos o los plásticos derivados del petróleo, los materiales menos amigables con el medio ambiente, esta solución se plantea como una opción que le apuesta a la búsqueda de materiales biodegradables que puedan exhibir las mismas propiedades de los materiales tradicionales, sin tener un impacto negativo en el medio ambiente, tanto desde en su producción hasta su ciclo de consumo. En ese sentido, el proceso de degradación de un polímero tradicional ocurre en aproximadamente 700 años, causando graves daños ambientales, entre ellos las ya conocidas islas de plásticos, mientras que un biopolímero puede llegar a este proceso en cuestión de meses.
El diseñador Salim Kadamani elaboró algunos accesorios en este biopolímero
De un cultivo de bacterias a una prenda de vestir
La génesis del material ocurre a partir del cultivo simbiótico de levadura y bacterias de ácido acético, sustancia que principalmente se encuentra disponible en el vinagre y que le otorga su olor agrio característico. Este proceso de fermentación, que dura aproximadamente 21 días, requiere bajas concentraciones de oxígeno, así como la presencia de fuentes de carbono y nitrógeno. Aquí las tadeístas experimentaron sobre las propiedades mecánicas que tendría el material en diferentes momentos de la fermentación, encontrando que a los 8 días el material es completamente elástico, mientras que a partir del día 15 tiende a volverse plástico elástico, similar a algunas fibras que se utilizan en moda.
Producto de esta fermentación, surge una capa de material grueso altamente cargado de agua, razón por la que, antes de la inmersión en las nanopartículas, el material se dispone en un secador para garantizar la reducción de la mayor cantidad de humedad, y con ello, garantizar la adherencia del titanio.
De igual manera, la pigmentación también ocurre cuando el material se encuentra seco, pues ello permite mejor la adhesión de los tintes con los que se trabaja, especialmente aquellos de procedencia vegetal, como extractos de espinaca, remolacha o frutas, para garantizar que la prenda esté libre de químicos que impacten negativamente al ambiente.
El diseñador también desarrolló accesorios para calzado
Tras la adherencia de las nanopartículas de titanio, se lleva a cabo la medición de la absorción de agua, reduciendo la humedad de varias muestras del material, nuevamente dejándolas en secado al ambiente para su envejecimiento y curado. Cuando el material se seca, el olor ácido del material tiende a convertirse en dulce, pero con el pasar de algunos meses se vuelve inoloro.
El resultado final, al tacto, es similar al de un cuero, con diferentes tipos de calibre. La experimentación en taller llevada a cabo por Kadamani apuntó a probar diferentes puntadas e hilos, así como las potencialidades del material cuando este es confeccionado con máquina de coser plana. Gracias a ello se identificó que el calibre ideal para coser es el medio y la confección que se debe trabajar puede ser con varios tipos de aguja pero con una puntada no tan seguida, mientras que la lámina delgada solo sirve para hacer artesanías: “una de la cualidades del material es que es muy maleable, por ende, quise hacer algo mucho más orgánico y por eso utilicé la técnica del origami“, comenta el estudiante, para quien fue un verdadero reto conocer el carácter del material, enfocándose en el desarrollo de accesorios hechos a mano.
Kadamani también trabajó esta nanocelulosa con diferentes tipos de acabado, especialmente en brocado y corte láser: “Este material le apunta a ser mucho más sostenible, pero además tiene unas grandes ventajas en relación con otros materiales, entre ellas su capacidad de regenerarse fácilmente en cuanto al calor y su forma. Las arrugas se desvanecen con el tiempo y vuelven a su estado inicial, sin contar su resistencia al agua”, señala.
Más allá de la moda
Aunque el desarrollo del biopolímero nació como parte de la inquietud de Ruano y Murillo en torno a la aplicación de nuevos materiales en la industria de la moda, como parte de su trabajo de grado, lo cierto es que su uso no solo se limita a esta industria. Sus propiedades absorbentes también permiten que actúe como un biomaterial, atrapando diferentes moléculas, en procesos de liberación controlada en sectores como el de la agricultura.
Pero también sería de gran utilidad en la medicina. Precisamente, como lo relata Pataquiva, en asocio con la Facultad de Medicina de la Universidad del Rosario, con quien se adelanta conversaciones para trabajar en el uso del material como una alternativa en ingeniería de tejidos.
En electrónica, por ejemplo, el biopolímero también serviría como una alternativa a las tarjetas plásticas en las que se imprimen los circuitos integrados. Este proyecto, que se adelanta en asocio con Mikel Hurtado, de la Universidad Central, podría ser una solución importante en la generación de dispositivos electrónicos mucho más flexibles.
Por su parte, el trabajo interdisciplinario de Oscar Herrera y su equipo de la Universidad Central, y de Cesar Díaz, del programa de Ingeniería de Sistemas de Utadeo, soportado en el Laboratorio de Nanotecnología que coordina Pataquiva, ha permitido el desarrollo del proyecto E-Textile, que consiste en desarrollar fibras naturales y sintéticas altamente conductoras que puedan usarse como prendas de vestir inteligentes y que involucran tecnologías como el Internet de las Cosas (IoT), como por ejemplo, una camisa que permita contestar una llamada telefónica o un parche instalado en nuestro cuerpo que mida alguna condición o alteración biológica de nuestro cuerpo.
También, como parte del Centro de Materiales que se desarrolla en Utadeo, en asocio con la Cámara de Comercio de Bogotá, Connect Bogotá Región y la Secretaría Distrital de Desarrollo Económico, se plantea exhibir este material en el Laboratorio de Experiencias, donde nuestras investigadoras podrían convertirse en productoras y proveedoras del biopolímero, de acuerdo a las necesidades del mercado, emprendimiento en el que, desde ya, vienen trabajando las estudiantes: “La Universidad nos ha incentivado a desarrollar estas investigación como nuestro proyecto de vida”, comenta Murillo.
Aunque el mayor anhelo de las investigadoras es que Lee conozca su proyecto, y a futuro pueda implementarlo en sus colecciones, por lo pronto ya hay varias empresas interesadas en esta tecnología. Una de ellas es Aura, compañía de moda estadounidense creada por colombianos que se encuentra en la búsqueda de nuevos materiales para un segmento de mercado que busca estar acorde a una moda sostenible.