Textilfäden mit elektrischer Leitfähigkeit
Ein neues Verfahren verwandelt Papier und Textilien mit Aluminium in elektrisch hochleitfähige Materialien. Damit haben koreanische Forscher die Voraussetzungen für eine kostengünstige Elektronik zum Anziehen geschaffen.
Schon 2008 präsentierte der italienische Mode-Designer Ermenegildo Zegna eine Jacke mit integrierter Photovoltaik, die elektronische Geräte mit Hilfe von Sonnenenergie aufladen kann. Die notwendigen Solarzellen sind in den Neoprenkragen integriert.
Foto: Zegna
In Ansätzen gibt es sie bereits, die tragbare Elektronik. Jacken mit integrierter Photovoltaik, blinkende Schuhe oder leuchtende Kleidungsstücke mit LED-Displays. Die Firma Apple erhielt in diesem Jahr ein Patent für ein persönliches Netzwerk, das am Körper getragene Elektronikgeräte miteinander verbindet.
Aluminiumbeschichtetes Material ist flexibel und leitfähig
Oft müssen die Hersteller solcher Hightech-Kleidung allerdings mit Kabeln arbeiten, die dann irgendwie in der Kleidung versteckt werden. Denn unsere herkömmliche siliziumbasierte Elektronik ist eigentlich nicht für tragbare Geräte geeignet. Sie ist zerbrechlich, darf nicht gebogen oder geknickt werden und sollte besser nicht auf einen harten Untergrund fallen.
Die koreanischen Wissenschaftler Hyemoon Lee und Seung Hwan Ko berichten nun in der Zeitschrift Angewandte Chemie über ein neues Verfahren, mit dem sie Papier- und Textilfasern leitfähig ausrüsten.
Koreanische Forscher entwickeln hoch-leitfähige Ausrüstung von Papier und Textilien mit Aluminium.
Quelle: Wiley-VCH
Die aluminiumbeschichteten faserförmigen Materialien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und mechanischer Haltbarkeit lassen sich in einem chemischen Lösungsprozess bei Raumtemperatur herstellen. Die gebildeten leitfähigen Papiere und Fäden können in elektrischen Schaltungen für flexible und tragbare elektronische Bauteile genutzt werden.
Kostengünstig und einfach herzustellen
Herkömmliche Techniken wie Drucken oder Bedampfen kommen für faserförmige Materialien nicht in Frage, da keine unterbrechungslosen Muster erzeugt werden können. Außerdem sind sie sehr teuer. Die neue Technik aus Korea soll dagegen nicht nur einfach in der Herstellung, sondern auch kostengünstig sein.
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.
Da 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.
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