Smarter Stoff soll neue Wearables ermöglichen
Leitfähige Tinte, die sich auf Stoff aufbringen lässt und dehnbar ist, könnte künftig neue Wearable-Konzepte ermöglichen. Google, NTT und mehrere japanische Institute forschen bereits an Prototypen mit der Technik.
Auch bei starker Dehnung verlieren die Schaltkreise nicht an Leitfähigkeit.
(Bild: Matsuhisa, Kaltenbrunner, Yokota, Jinno, Kuribara, Sekitani, Someya)
Mehreren Forschungsinstituten ist es in den vergangenen Monaten gelungen, Elektroden und Kabelverbindungen mit Hilfe eines Druckverfahrens auf dehnbare Textilien aufzubringen. Auf diese Weise wurde bereits ein Muskelsensor in einem Stoff für Sportler entwickelt. Das Konzept könnte künftig auch in Unterwäsche zum Einsatz kommen, die über entsprechende Sensoren den Herzschlag ermittelt.
Leitfähige Tinte
Bei dem Prototyp handelt es sich um eine Matrix aus organischen Dünnfilmtransistoren, die per Elektromyografie die Muskelaktivität messen soll. Der Clou liegt aber nicht in den einzelnen Transitoren, sondern deren Verdrahtung, die ihre Leitfähigkeit auch bei mehr Dehnung beibehält als das bisher für organische Werkstoffe möglich war.
Dafür tragen die Forscher in nur einem Schritt mit Metall- oder Plastik-Schablonen leitfähige Tinte auf das Material auf. Bisher wurden dehnbare Leiter aus leitfähigem Füllmaterial und Gummi gebaut, deren Leitfähigkeit jedoch sinkt, wenn sich das Material ausdehnt. Die neue Tinte soll diesen Nachteil ausmerzen. Sie besteht aus Silberflocken, organischem Lösemittel sowie Fluor-Gummi und -Tensid. Letzteres bringt die Silberflocken auf der Tinten-Oberfläche dazu, sich zu verbinden. Auf diese Weise behält die Konstruktion ihre Leitfähigkeit, auch wenn sie bis auf das Dreifache ihrer ursprünglichen Größe gedehnt wird.
Nicht robust genug
Wie die University of Tokyo und die Japan Science and Technology Agency in einem Artikel in Nature Communications erklären, müssen die Schaltkreise bis zur Marktreife jedoch noch robuster werden. Waschbar sollten entsprechende Textilien ebenfalls sein. Als mögliches Einsatzgebiet sehen die Forscher unter anderem Sportbekleidung.
Neben den japanischen Forschungseinrichtungen arbeitet Google mit Project Jacquard an einem ähnlichen Konzept. Der smarte Stoff wird hier jedoch zur Steuerung von Heimelektronik eingesetzt. Mit Levi's hat der Suchmaschinen-Konzern bereits einen Partner aus der Textilbranche gewinnen können. An Kleidung mit leitfähigen Nanofasern forschen außerdem der Mobilfunk-Provider NTT DoCoMo und der Chemie-Konzern Toray Industries. (mho)
