Científicos del Centro para la Ciencia de los Materiales de la Universidad de Tecnología Queensland (QUT) en Australia han logrado desarrollar un método para convertir las pequeñas hebras del cabello en  nanopuntos de carbono que pueden ser utilizadas para la fabricación de dispositivos de emisión de luz flexibles, como puede ser un OLED. Para producir los nanopuntos de carbono, los investigadores desarrollaron un proceso de dos pasos que implicaba romper lo pelos y luego quemarlos a 240 grados centígrados. 

El estudio publicado en la revista científica Advanced Materials, muestra cómo por primera vez se pueden convertir el cabello humano en nanomateriales de carbono altamente luminiscente. Los nanopuntos así procesados se dispersan de forma uniforme en una polímero, formando posteriormente “nano-islas”, o pequeñas agrupaciones de nanopuntos. Esta formación de islas preserva la emisión de un material en estado sólido que es esencialmente necesario para incorporar cualquier nanomaterial en un dispositivo. Estas nano-islas se utilizaron como capa activa en el desarrollo de un OLED, iluminandose con un color azul al aplicarle un pequeño voltaje. 

“Estos OLED a base de puntos de carbono derivados del cabello humano pueden ser utilizados en varias aplicaciones de iluminación interior, como pueden ser los embalajes inteligentes. Podrían ser usados allí donde se requieren pequeñas fuentes de luz como aplicaciones de señalización, bandas inteligentes o en materiales médicos que ya que se trata de un material no tóxico. En definitiva en el desarrollo de pantallas OLED pequeñas y flexibles de forma barata para dispositivos IoT”, explica el profesor asociado Prashant Sonar. 

Un ejemplo hipotético de uso que señalan los investigadores sería el de “una botella de leche inteligente, con un sensor incorporado en su interior que puede dar un actualización en tiempo real de la caducidad de la leche, y mostrar esa información en una pantalla al exterior”.  

Cabellos humanos para el desarrollo de OLEDs

El cabello humano es una fuente natural de carbono y nitrógeno, elementos claves para obtener partículas emisoras de luz. El cabello humano está compuesto de proteínas (polímeros de aminoácidos), incluyendo la queratina, que se descompone mediante un calentamiento controlado. El material que queda después de este calentamiento tiene tanto carbono como nitrógeno incrustados en una estructura molecular, lo que le otorga unas propiedades electrónicas realmente favorables. 

Los investigadores utilizaron los restos de cabello de una barbería para realizar la investigación, encontrando un uso práctico para estos residuos y  evitando su envío al vertedero. “Los residuos son un gran problema, y es otro de los factores que nos ha impulsado en esta investigación”, explica Sonar. 

Pese a que una de las limitaciones de estos nanopuntos de carbono producidos por el cabello humano son que no emiten la suficiente luz como para ser utilizado en aplicaciones de iluminación general o en el desarrollo de pantallas de televisión, sí que tienen un gran potencial en aplicaciones donde se necesitan pantallas flexibles para su uso, ejemplo, en wearables o embalajes inteligentes. 

“Ya hemos demostrado que funciona con el cabello humano. Ahora nos interesa poder obtener los mismos resultados con pelo animal. Tal vez podríamos producir OLEDs flexibles usando pequeñas hebras de lana de oveja o restos de pelo de perro de salones de belleza de mascotas”, detalla Sonar. 

El profesor Sonar, junto el Profesor Ken (Kostya)  y el resto del equipo de investigación,  incluido el estudiante de doctorado Amandeep Singh Pannu, y en colaboración con el Profesor Qin Li de la Universidad de Griffith, también han publicado nuevas investigaciones en la revista Sustainable Materials and Technologies sobre cómo los puntos de carbono hechos de cabello humano podrían utilizarse también para desarrollar un sensor que pueda realizar una supervisión en tiempo real de los niveles de cloroformo en los sistemas de tratamiento de agua. El cloroformo es uno de los subproductos cuando se utiliza el cloro para la desinfección del agua. La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha establecido un límite seguro de cloroformo de menos de 300 partes por billón en el agua potable. El profesor Sonar dijo que la investigación había encontrado que los puntos de carbono hechos de cabello humano respondían a la presencia de cloroformo con alta sensibilidad y selectividad.

Fuentes de imágenes: QUT Centre for Materials Science