O termo "têxteis inteligentes" é uma tradução de smart textiles e derivado do conceito de materiais inteligentes ou smart materials.

1. Têxteis Inteligentes

2. Introdução
• A indústria têxtil está, procurando alterar o seu foco principal para o
desenvolvimento de produtos com maior valor agregado para
compensar o ritmo dos negócios e dos mercados que tem decrescido,
principalmente nos países desenvolvidos.
• Os têxteis técnicos, funcionais e o conceito “wearable technology”
fazem parte deste novo eixo de atenção. Nesse contexto, existe um
extenso número de indústrias potencialmente interessadas, como a
automobilística, a da saúde, da proteção pessoal, da construção civil e
da arquitetura.
• Existe uma real necessidade de integrar as tecnologias nos materiais
fibrosos para que o têxtil tradicionalmente “passivo”, possa ser
transformado em uma estrutura interativa e inteligente, com
funcionalidades agregadas para o utilizador final.

3. Smart Textiles
• O termo "têxteis inteligentes" é uma tradução de smart textiles e
derivado do conceito de materiais inteligentes ou smart materials.
• O primeiro material têxtil rotulado como um smart textile foi um fio
de seda com memória de forma. Tratava-se de um novo tipo de
produto que oferecia um grande e potencial interesse para aplicações
de natureza técnica.
• O comportamento inteligente ocorre quando um material pode sentir
um estímulo no seu ambiente e atribuir uma reação de uma forma
útil, fiável, reprodutível e geralmente reversível.
• Estes materiais podem mudar as suas propriedades mecânicas ou
propriedades térmica, óticas, eletromagnéticas, de forma previsível e
controlada, para produzir uma resposta ao meio que os envolve.

4. Smart Textiles
• São os materiais e estruturas que sentem e reagem às condições
ambientais ou estímulos mecânicos, térmicos, químicos, elétricos,
magnéticos ou de outras fontes.
• Eles podem ser divididos em três subgrupos:
• Têxteis inteligentes passivos: Esse tipo de produto apenas pode
sentir estímulos ou condições ambientais funcionando
basicamente como sensores.
• Têxteis inteligentes ativos: Esse grupo, além de conseguir sentir os
estímulos ou condições ambientais como os anteriores, também
tem a função de atuador, produzindo uma reação ao estímulo.
• Têxteis muito inteligentes: Além de sentir o estímulo e provocar
uma reação, este grupo tem ainda a capacidade de se adaptar de
acordo com a resposta recebida.

5. A escolha da aplicação de materiais
inteligentes em substratos têxteis
• A versatilidade das roupas, tanto nos processos de produção como na
aplicação final é bastante elevada. As fibras ou filamentos fazem
parte deste processo de construção sendo possível a sua aplicação
em múltiplos e diversificados produtos finais.
• Além da sua constituição básica e propriedades enquanto
fibras/filamentos, podem ainda ser organizadas de várias formas (fios
ou estruturas têxteis), podendo dar origem tanto a produtos
bidimensionais como tridimensionais.
• Ainda é possível, através de processos de acabamentos, implementar
propriedades complementares, como por exemplo hidrofilidade,
hidrofobicidade, antimicrobiana, anti-UV, permeabilidade seletiva,
autolimpante entre outras.

6. Componentes fundamentais de um
Smart Textile
• Sensorização: O material captura um estímulo que teve origem no
meio envolvente e o substrato têxtil (fibra/fio) deverá ter a
capacidade de recolher e transmitir a informação detectada.
• Processamento de dados: Essa função é facultativa e apenas
necessária se o material for ativo, sendo para isto necessário a
integração de componentes eletrônicos.
• Atuação: A função principal de um atuador é responder ao impulso
que é captado pelo sensor. Um exemplo são os materiais com
memória de forma que mudam a sua estrutura em função da
temperatura.

7. Componentes fundamentais de um
Smart Textile
• Armazenamento: É uma função que pode ser essencial para as
funções anteriores se abastecidas com energia. Já existe soluções que
produzem energia a partir do calor corporal, pela ação mecânica das
roupas ou ainda por radiações solares.
• Comunicação: Entre as várias funções de um Smart Textile pode
ocorrer a vários níveis, entre o utilizador e o produto têxtil e também
no sentido inverso.

9. O que não deve ser confundido com um
Smart Textile
• Existem no mercado aplicações de têxteis técnicos que podem ser
facilmente confundidas com smart textiles.
• O exemplo mais conhecido é a membrana GORETEX©. Esta
membrana foi desenvolvida há aproximadamente 20 anos e trata-se de
um material que apresenta a função de respiração seletiva, pois permite
que o vapor de água (em forma de suor) passe para o exterior,
impossibilitando no entanto a passagem de água no sentido contrário
• A razão para não considerar este produto como smart textile é
porque as propriedades deste material não se alteram por influência do
meio exterior. A respirabilidade destas membranas é uma função estática,
o que as define como materiais funcionais.

10. GORETEX©

11. Tecnologias Inteligentes Aplicadas em
Materiais Têxteis
• Em um cenário futurista, as roupas serão também uma infraestrutura
de comunicação, fornecendo de forma imperceptível as informações
geradas para monitorar áreas como saúde e/ou emoções.
• A funcionalidade dos têxteis inteligentes passará por recolher
informação do utilizador ou do meio circundante e em seguida por
processar a informação recolhida.
• Os Smart Textiles devem ser portadores de capacidades singulares
que não se encontram nas fibras convencionais.
• Os avanços nas tecnologias de ponta e em particular da
nanotecnologia, permitem vislumbrar a evolução pretendida nos
materiais fibrosos.

12. Relação entre o efeito físico e o princípio teórico do dispositivo sensorial
aplicado:

13. Tecnologias Inteligentes Aplicadas em
Materiais Têxteis
• Materiais de mudança de fase (Phase Change Materials - PCM):
• São materiais com a capacidade de mudar o seu estado físico dentro
de um determinado intervalo de temperatura, absorvendo energia
durante o processo de aquecimento e libertando-a durante o
processo de resfriamento.
• A tecnologia para a incorporação de PCMs em estruturas têxteis foi
desenvolvida a partir de um programa espacial da NASA no início dos
anos 1980. O programa da NASA buscava aplicar este material em
tecidos para trajes de astronautas com o objetivo de melhorar a sua
proteção térmica contra as flutuações extremas de temperatura do
espaço.

14. • Materiais de mudança de fase (Phase Change Materials - PCM):
• As aplicações têxteis desenvolvidas com PCM são normalmente
aliadas às microcápsulas. Essas possuem diâmetros de alguns
micrômetros e são aplicadas em revestimentos sobre a superfície de
uma estrutura têxtil.
• PCMs em filamentos:

15. Tecnologias Inteligentes Aplicadas em
Materiais Têxteis
• Materiais Memória de Forma:
• De acordo com Lendlein and Kelch, este tipo de material pode ser
classificado em dois grupos:
• O primeiro engloba normalmente os estáveis a duas ou mais
temperaturas. Nestas diferentes temperaturas, estes materiais
podem assumir diferentes formatos.
• O outro grupo, Shape Memory Materials (SMM) são os denominados
polímeros eletroativos, em que a forma pode ser alterada em função
de um estímulo elétrico. As aplicações com estes materiais foram
potencializadas pela possibilidade de produzir mudança de tamanhos
ou mesmo alterações de formas.

16. • Materiais Memória de Forma:
• Baseados normalmente em ligas metálicas, por exemplo liga níquel-
titânio, estes materiais foram desenvolvidos para proporcionar um
mecanismo de proteção a variação de temperatura. A diferença de
temperatura de ativação pode ser modificada em função da
concentração de Níquel ou Titânio. A proteção ao calor será ativada
pela atuação da liga metálica.
• Os polímeros com memória de forma, mecanicamente, têm o mesmo
funcionamento das ligas acima mencionadas, possuindo a vantagem
de terem uma melhor compatibilidade com os materiais têxteis.
• Com relação a esta tecnologia, a temperatura de ativação destes
materiais quando aplicáveis em peças de vestuário deve ser próxima
da temperatura corporal. A ativação destes materiais geralmente
desencadeia um mecanismo semelhante ao de uma mola. Esta mola
encontra-se tencionada abaixo da temperatura de ativação e quando
a temperatura sobe, faz com que ocorra o aumento do comprimento
da mesma .

17. Tecnologias Inteligentes Aplicadas em
Materiais Têxteis
• Materiais crômicos:
• Estes materiais são conhecidos pelas suas propriedades
“camaleônicas”, podendo mudar a sua cor em conformidade com
diferentes estímulos externos e dependendo do estímulo eles
irradiam, anulam ou mudam a cor que apresentam. São classificados
de acordo com o estímulo em:
Material Estímulo necessário
Fotocrômico Luz
Termocrômico Calor
Eletrocrômico Eletricidade
Piezoelétrico Pressão
Solvatocrômico Função da polaridade do solvente

18. Tecnologias Inteligentes Aplicadas em
Materiais Têxteis
• Materiais luminescentes:
• Os materiais luminescentes são aqueles que quando estimulados têm
a capacidade de produzir luz Estes materiais podem ser divididos em
vários subgrupos:
- Oticoluminescentes, que conduzem a luz;
- Eletroluminescentes, que têm como estímulo a eletricidade;
- Quimiluminescentes, que têm uma reação química como estímulo;
- Triboluminescêntes, que têm uma reação mecânica com estímulo;
- Fotoluminescentes, que são estimulados pela luz;
- Radioluminescência, estimulados por radiação iônica.

19. Tecnologias Inteligentes Aplicadas em
Materiais Têxteis
• Materiais fotovoltaicos:
• Os smart textiles, atualmente comercializados com esta tecnologia,
utilizam células solares convencionais integradas nos substratos
têxteis, onde a luz é o gerador de corrente elétrica, a qual é
direcionada para a funcionalidade pretendida.
Modelo Generator. Uma exposição de 5 horas
ao sol permite a utilização do seu computador
portátil por 2-4 horas.

20. Tecnologias Inteligentes Aplicadas em
Materiais Têxteis
• Materiais Auxéticos:
• Podem ser divididas em dois grandes grupos: intrinsecamente
através dos polímeros (fibras desenvolvidas a partir do processo de
extrusão e espumas auxéticas) e através do entrelaçamento de fios
formando diferentes estruturas (tecidos ou malhas com
comportamento auxético).
• Quando uma força (tração) é aplicada em uma direção, a estrutura
expande-se horizontalmente na direção perpendicular à força
aplicada.
• O efeito auxético confere melhorias nas propriedades mecânicas dos
materiais tais como: resistência à fratura, módulo de cisalhamento,
resistência à indentação, variação da porosidade e permeabilidade.

21. • Materiais Auxéticos: Os materiais com Coeficiente de Poisson
negativo podem ser aplicados nas mais diversas áreas, tais como, têxteis
para proteção (capacetes), roupas esportivas, cordas, filtros, absorção de
amortecimentos, absorção acústica, aplicações biomédicas entre outras.

22. Tecnologias Inteligentes Aplicadas em
Materiais Têxteis
• Têxteis Eletrônicos e Têxteis condutores:
• O ato de integrar fios condutores no vestuário e em outros materiais
têxteis deve levar em conta alguns importantes parâmetros:
• Deve ser leve, confortável;
• Pequenas dimensões;
• Eficiente energeticamente.
• As fibras e os fios podem ser utilizados, como dispositivos de ligação
e como sensores funcionais e podem ser de:
• Nanotubos de carbono ou aço;
• Metais sintéticos;
• Poliacetileno, polianilina, politiofeno, polipirrol;
• Nanofibras.

23. Tecnologias Inteligentes Aplicadas em
Materiais Têxteis
• Materiais piezo elétricos:
• O efeito piezo elétrico baseia-se no fato de alguns materiais
conseguirem produzir um diferencial de potencial elétrico quando
sujeitos a stress mecânico.
• Normalmente, são materiais que apresentam também a
capacidade de emitir um sinal elétrico quando sujeitos a forças
mecânicas. São materiais com grande potencial para serem
aplicados em sensores.
• Estes materiais têm limitações físicas para serem aplicados em
produtos têxteis. No entanto, já foram verificadas aplicações de
filmes poliméricos piezoelétricos com a finalidade de se conseguir
monitorar sinais vitais e movimentos.