Nanotecnologia em tecidos: como funciona e o que resiste à lavagem
A nanotecnologia em tecidos consiste em aplicar à fibra partículas ou camadas com menos de 100 nanômetros, de 800 a 1.000 vezes mais finas que um fio de cabelo. Nessa escala, uma quantidade mínima de material cobre uma área muito grande, e é isso que permite a um tecido repelir água, bloquear raios ultravioleta ou dificultar o crescimento de bactérias sem mudar de aparência nem de toque.
Este artigo explica como funciona a nanotecnologia em tecidos, com a conta que mostra por que o tamanho importa, o que cada acabamento faz e o que as medições dizem sobre a durabilidade nas lavagens. As fontes são a iniciativa de nanotecnologia do governo americano, estudos publicados sobre a liberação de prata, a agência australiana de proteção radiológica e a revista Pesquisa FAPESP. Para vários números de desempenho que circulam em propagandas, não encontramos fonte que pudéssemos conferir, e o texto diz onde.
Quão pequeno é o nano
Um nanômetro é um bilionésimo de metro. A iniciativa nacional de nanotecnologia dos Estados Unidos dá as referências:
- um fio de cabelo tem de 80.000 a 100.000 nanômetros de largura;
- uma folha de papel tem cerca de 100.000 nanômetros de espessura;
- uma fita de DNA tem 2,5 nanômetros de diâmetro.
A faixa do que se costuma chamar nanomaterial vai de 1 a 100 nanômetros, pela convenção das normas técnicas (não a conferimos na página citada). Uma partícula de 100 nm é 80.000 ÷ 100 = 800 vezes mais fina que o cabelo mais fino da lista (conta nossa).
Por que o tamanho importa: a conta da superfície
O que age num tecido é a superfície da partícula, a parte em contato com a água, a luz ou a bactéria. Numa esfera, a razão entre a área e o volume é 6 dividido pelo diâmetro (conta de geometria: área π × d², volume π × d³ ÷ 6). Quanto menor a esfera, mais superfície por grama.
Para a prata, com densidade de 10,49 gramas por centímetro cúbico (valor de tabela), a área de 1 grama de material é (contas nossas):
| Diâmetro da partícula | Área de 1 grama de prata |
|---|---|
| 1 milímetro | 5,7 centímetros quadrados |
| 10 nanômetros | 57 metros quadrados |
O mesmo grama, dividido em partículas de 10 nanômetros, tem 100.000 vezes mais superfície: a área de um apartamento em vez da de um selo. É por isso que miligramas de material bastam para tratar uma peça de roupa, e é por isso também que as propriedades mudam em relação ao material comum.
O que cada acabamento faz
Os mecanismos abaixo são os descritos nas revisões da área, em termos gerais. Não encontramos, em fonte aberta que pudéssemos conferir, os números de desempenho de cada um, e por isso a tabela não os traz.
| Efeito | Material típico | Mecanismo |
|---|---|---|
| Repelência a água e a manchas | nanopartículas de sílica com acabamento repelente | a superfície fica áspera em escala minúscula, e a gota se apoia nas pontas, sem molhar; é o efeito da folha de lótus |
| Proteção contra ultravioleta | óxido de zinco e dióxido de titânio | as partículas absorvem e espalham a radiação antes que ela atravesse o tecido |
| Ação antibacteriana | nanopartículas de prata | a prata libera íons que atacam as bactérias; menos bactéria, menos odor |
| Condução elétrica | nanotubos de carbono e grafeno | formam caminhos condutores na fibra, base de tecidos com sensores |
Vale separar duas coisas que a propaganda mistura. O acabamento nano é passivo: dá ao tecido uma propriedade fixa. O tecido inteligente, com sensores e circuitos, mede e responde; a nanotecnologia pode ser um dos ingredientes dele, mas não é a mesma coisa. O grafeno citado na tabela é o mesmo material de baterias de grafeno.
A conta da proteção solar
O fator de proteção ultravioleta, o UPF da etiqueta, diz que fração da radiação atravessa o tecido: 1 dividido pelo UPF. A norma australiana, descrita pela agência de proteção radiológica do país, tem três classes. As porcentagens são contas nossas:
| UPF | Classe | Radiação que passa | Radiação barrada |
|---|---|---|---|
| 15 | mínima | 1 ÷ 15 = 6,7% | 93,3% |
| 30 | boa | 1 ÷ 30 = 3,3% | 96,7% |
| 50 | excelente | 1 ÷ 50 = 2% | 98% |
De UPF 30 para 50, a radiação que passa cai de 3,3% para 2%. A agência lembra que tecido esticado, molhado ou gasto protege menos, qualquer que seja o acabamento.
O que acontece na máquina de lavar
A pergunta prática é quanto do acabamento fica depois das lavagens. Para a prata, há medições, e elas discordam entre si.
Um estudo de 2008, de Benn e Westerhoff, testou seis tipos de meia com prata. Elas continham até 1.360 microgramas de prata por grama de meia e liberaram até 650 microgramas em meio litro de água destilada, segundo o resumo arquivado pela agência ambiental americana. Uma meia de 20 g (peso de exemplo) com o teor máximo teria 1.360 × 20 = 27.200 microgramas, ou 27 miligramas de prata.
Um estudo de 2016, publicado na revista Scientific Reports, mediu outro tecido e achou o oposto: a liberação ficou entre 0,001% e 0,03% da prata inicial. O mesmo estudo viu a liberação aumentar depois de o tecido envelhecer sob luz ultravioleta, nos três meios testados: água pura, suor artificial e detergente.
Não existe, portanto, um número único. Quanto sai depende de como a prata está presa à fibra, do que há na água e da idade da peça. Dois produtos com a mesma etiqueta podem se comportar de formas muito diferentes.
Para onde vai o que sai
A prata que sai na lavagem segue para o esgoto, e é por isso que o assunto interessa a agências ambientais. Nos Estados Unidos, a agência ambiental registrou em dezembro de 2011, de forma condicional, um composto de nanoprata e sílica como ingrediente ativo para tecidos, com prazo de quatro anos para a empresa entregar estudos adicionais sobre toxicidade e destino no ambiente, segundo um escritório especializado em regulação química. O tratamento do que chega ao esgoto industrial está em etapas do tratamento de efluentes.
No Brasil
A indústria têxtil brasileira trabalha com o assunto há tempo. Em dezembro de 2006, a revista Pesquisa FAPESP noticiou tecidos funcionais desenvolvidos pela Santista Têxtil em parceria com o Instituto de Física de São Carlos, da USP, e com um instituto alemão. A empresa declarava durabilidade de 50 a 60 lavagens, contra as 20 indicadas pelas normas técnicas da época. São números da empresa, repetidos pela revista.
Como ler a etiqueta
- “Nano” não mede desempenho. O que informa é o resultado: o UPF, o número de lavagens garantido, a norma de ensaio.
- Durabilidade varia. As medições de prata mostram diferenças de ordens de grandeza entre produtos.
- Tecido gasto protege menos. Vale para o sol e para qualquer acabamento.
Perguntas frequentes
O que é nanotecnologia em tecidos?
É a aplicação, na fibra, de partículas ou camadas de 1 a 100 nanômetros, para dar ao tecido propriedades como repelência a água, proteção solar ou ação antibacteriana.
Tecido com nanotecnologia é a mesma coisa que tecido inteligente?
Não. O acabamento nano dá uma propriedade fixa. O tecido inteligente tem sensores ou circuitos e reage ao ambiente.
O efeito sai na lavagem?
Depende do produto. Em estudos com prata, a liberação variou de quase nada a uma parte grande do conteúdo, conforme o tecido e as condições.
O que significa UPF 50?
Que só 1 em 50 partes da radiação ultravioleta atravessa o tecido, ou 2%.
Roupa com prata é segura?
Os produtos passam por registro em agências como a ambiental americana, que pediu dados adicionais ao aprovar um deles. Não encontramos fonte que permita uma resposta geral.
A nanotecnologia em tecidos se explica por uma conta de superfície: o mesmo grama de material, em partículas cem mil vezes menores, cobre cem mil vezes mais área. O que ainda varia muito é quanto disso resiste ao uso. Outros materiais novos, com a mesma distância entre o laboratório e a prateleira, estão em Shrilk, em bioconcreto e em inovações tecnológicas na engenharia.
