Wearable Electronics Völlig neuer Ansatz für »intelligente« Textilien

Koreanische Forscher entwickeln tragbare Elektronik auf Aluminiumbasis
Koreanische Forscher entwickeln tragbare Elektronik auf Aluminiumbasis

Jacken mit eingebautem Mobiltelefon, Sportkleidung mit integriertem Pulsmesser, ein Baby-Strampelanzug mit Atemüberwachung und Alarmfunktion oder Feuerwehrbekleidung mit GPS und Funk – diese Visionen könnten bald zum Alltag werden. Aluminium-durchtränkte Textilfasern machen’s möglich.

Ein flexibles, aber leitfähiges Material, das in Form elektronischer Schaltkreise auf ein flexibles Substrat aufgetragen wird, ist Voraussetzung für die Herstellung solch »intelligenter« Textilien. Herkömmliche Techniken wie Drucken oder Bedampfen kommen für faserförmige Materialien nicht in Frage, weil keine unterbrechungslosen Muster erzeugt werden können. Außerdem sind sie sehr teuer.

Forscher um Hye Moon Lee vom Korea Institute of Materials Science und Seung Hwan Ko vom Korea Advanced Institute of Science and Technology haben nun einen einfachen, kostengünstigen Ansatz entwickelt, um Textil- und Papierfasern mit Aluminium leitfähig auszurüsten.

Das Papier oder die Textilfäden werden dazu zunächst mit einem titanbasierten Katalysator vorbehandelt und dann in eine Lösung einer Aluminiumhydrid-Verbindung eingetaucht. Der Katalysator ist nötig, damit die anschließende Zersetzung der Aluminiumverbindung zu metallischem Aluminium bereits bei Raumtemperatur abläuft.

Weil die Materialien nicht nur benetzt werden, sondern die Fasern die Lösung aufsaugen, werden sie nicht nur oberflächlich mit Aluminium beschichtet, sondern vollständig durchdrungen. So entstehen Papiere und Textilfäden mit ausgezeichneter elektrischer Leitfähigkeit. Sie lassen sich beliebig biegen und falten. Durch Zuschneiden lassen sich Stücke in der benötigten Form und Größe herstellen und einfach auf einen ebenfalls flexiblen Träger aufkleben oder aufnähen.

Vielseitiger Einsatz

Die Einsatzbereiche wären vielfältig: So könnten beispielsweise Körperfunktionen überwacht werden, ohne dass Patienten mit Kabeln am Körper herumlaufen müssen. Der Strampelanzug könnte bei einem Atemstillstand des Babys Alarm geben. »Intelligente« Schutzbekleidung könnte die Position von Einsatzkräften ständig per Funk weitergeben. Textile oder papierne Elektronik eignet sich aber auch für neuartige großflächige Raumgestaltungselemente und Sicherheitsausstattungen in Gebäuden.