Design de um casaco com auto aquecimento baseado em tinta condutora

Abstract

Os têxteis inteligentes estão cada vez mais presentes no nosso quotidiano e são utilizados tanto para produtos puramente estéticos, como para soluções funcionais. Dentro dos têxteis inteligentes, surgem os têxteis termoelétricos que compõem grande parte deste trabalho, com o intuito de desenvolver um artigo de vestuário com propriedades termoelétricas, através do uso de polímeros condutores, mais concretamente poli(3,4- etilenodioxitiofeno) modificado por poli(estireno sulfonado) (PEDOT:PSS). Este polímero foi utilizado para revestir um tecido de poliéster (PES), ativado por um tratamento superficial de plasma atmosférico. Para este revestimento foram utilizadas cinco camadas de PEDOT:PSS com 7% em peso de dimetilsulfóxido (DMSO), este último adicionado para aumentar a condutividade elétrica. Analisaram-se as gamas de tensão necessárias para induzir temperaturas acima da temperatura corporal, começando-se por 12V, passando para 18V e, por fim, para 24V. Verificou-se que, para os elementos de aquecimento desenvolvidos, seria necessária uma tensão de 24V para se percecionar um aumento de temperatura pelo toque humano. Contudo, a temperatura pode ser ajustável não só em função da tensão aplicada, mas também pelo número de camadas de PEDOT:PSS. Apesar desta técnica necessitar de alguns ajustes, os resultados são favoráveis, permitindo a criação de um tecido termoelétrico seguro, flexível e aplicado em superfícies têxteis de dimensões variadas. O presente trabalho surge então com a intenção de pôr em prática a este tipo de tecnologia. Desenvolveu-se através de técnicas de design e modelação um casaco esteticamente apelativo ao consumidor com propriedades termorreguladoras, aliando assim a estética à função.

Intelligent textiles are increasingly present in our daily lives and are used both for purely aesthetic products and for functional solutions. Within intelligent textiles, thermoelectric textiles are a large part of this work, which aims to develop an article of clothing with thermoelectric properties, through the use of conducting polymers, specifically poly(3,4-ethylenedioxythiophene) modified by poly(sulfonated styrene) (PEDOT:PSS). This polymer was used to coat a polyester fabric (PES), activated by an atmospheric plasma surface treatment. For this coating, five layers of PEDOT:PSS were used with 7% by weight of Dimethyl sulfoxide (DMSO), added to increase the electrical conductivity. The voltage ranges necessary to induce temperatures above body temperature were analyzed, starting with 12V, going to 18V and finally to 24V. It was found that for the specific developed heating elements, a voltage of 24V would be needed to perceive a temperature increase through human touch. However, the temperature can be adjustable not only as a function of the applied voltage, but also by the number of layers of PEDOT:PSS. Although this technique requires some adjustments, the results are favorable, allowing the creation of a safe, flexible thermoelectric fabric applied to textile surfaces of different dimensions. This work was developed with the intention of putting this type of technology into practice. Through design and pattern design was developed an aesthetically appealing coat for the consumer with thermoregulating properties, thus combining aesthetics with function.