La pintura inteligente avisa cuando el equipo está demasiado caliente
Investigadores del NJIT han desarrollado una pintura para su uso en revestimientos y envases que cambia de color cuando se expone a altas temperaturas, lo que supone una advertencia visual para las personas que manipulan materiales o equipos con potencial para funcionar mal, explotar o causar quemaduras cuando se sobrecalientan.
La tecnología fue encargada y financiada por el Centro de Investigación e Ingeniería de Armamento del Ejército de Estados Unidos (ARDEC) en el Arsenal Picatinny en respuesta a las peligrosas condiciones del desierto durante la guerra de Irak, por ejemplo, donde los soldados informaron de que las temperaturas cerca de las municiones habían superado a veces los 190 grados F, muy por encima de los límites de diseño de los proyectiles."Habría sido útil contar con algún tipo de señal calibrada de activación de la temperatura que advirtiera: '¡No te acerques ni cojas este proyectil! ", dijo Zafar Iqbal, profesor de investigación del Departamento de Química y Ciencias Ambientales, que dirigió el equipo de investigación conjunto del NJIT y el ARDEC. Denominada "composición indicadora de temperatura" y aplicada como revestimiento o marca en los envases, el material adquiere diferentes tonos de color, desde el azul hasta el rojo, en respuesta a una serie de temperaturas, a partir de unos 95 grados F. Se le concedió una patente estadounidense en mayo de este año.
"Básicamente, modificamos las pinturas comerciales e introdujimos conceptos basados en la nanotecnología para adaptar las temperaturas de activación", explicó Iqbal, y añadió que su laboratorio está empezando a desarrollar tintas relacionadas con las pinturas que pueden aplicarse mediante impresoras de chorro de tinta.
Su investigación actual surgió de un trabajo anterior en Honeywell, entonces Allied Corp., que dio lugar a un "revestimiento inteligente" incrustado con materiales sensibles al color que indicaba el tiempo que una sustancia había estado expuesta a temperaturas lo suficientemente altas como para comprometer su funcionalidad. El dispositivo de tiempo-temperatura ha sido ampliamente utilizado por la Organización Mundial de la Salud, por ejemplo, en las etiquetas de los envases de las vacunas.
La codificación de tiempo y temperatura también es importante para las municiones, que pueden almacenarse durante muchos años y transportarse a largas distancias. Hasta ahora, no ha habido ningún medio rentable para identificar cuándo las municiones han experimentado exposiciones críticas, incluso durante un período de varios días. Los estabilizadores térmicos incorporados a los contenedores de armas pueden agotarse por la exposición prolongada a altas temperaturas. Iqbal dijo que la codificación se incluirá en las pinturas de indicación térmica como elemento del producto final para el Ejército.
La tecnología tiene también aplicaciones potencialmente más amplias, como indicador de temperatura para máquinas de fábrica y electrodomésticos y herramientas que señalen que se han calentado peligrosamente, o como advertencia a los bomberos de la intensidad de un incendio al otro lado de una puerta recubierta con la pintura térmica. Varias grandes empresas expresaron su interés preliminar en ella en una reciente exposición. La patente es propiedad conjunta del NJIT y del Ejército de Estados Unidos; el NJIT tiene previsto comercializar la tecnología.
Iqbal, que actualmente trabaja en un libro titulado "Nanomaterials Science and Technology" que publicará Cambridge University Press, ha obtenido 22 patentes estadounidenses sobre una amplia gama de tecnologías.
Ha colaborado con el Ejército de Estados Unidos a lo largo de los años, desde que se incorporó al Laboratorio de Investigación Feltman en el Arsenal Picatinny de Nueva Jersey en 1969, dos años después de obtener su doctorado en la Universidad de Cambridge, donde realizó investigaciones en el célebre Laboratorio Cavendish, sede de importantes avances científicos como el descubrimiento del electrón y la estructura de doble hélice del ADN. Fue científico de investigación para el Ejército hasta 1977, antes de volver a la enseñanza y la investigación durante varios años y, a continuación, trabajó como científico principal y director de proyectos durante casi 20 años en Honeywell y sus empresas predecesoras, Allied y Allied Signal, antes de incorporarse al NJIT.
En la actualidad, Iqbal está desarrollando una tecnología relacionada que señalaría si un producto ha sido dañado por la fuerza, los golpes o la exposición a sustancias químicas peligrosas, como los carcinógenos, o a la radiación.
"Un revestimiento codificado inteligente es como una piel inteligente: proporcionará una señal visual o sensorial para indicar si hay un problema", dice, y señala que los cascos deportivos utilizados en el fútbol americano serían una posible aplicación, ya que ayudarían a los entrenadores a determinar si un jugador ha recibido un golpe dañino en la cabeza.