Forscher von der University of Illinois in Urbana haben eine dehnbare Stromversorgung entwickelt. Zusammen mit weiterer Mikroelektronik, passt sich die selbstladende Batterie der Haut an und kann um bis zu 30 Prozent gedehnt werden, ohne Einbußen bezüglich der Funktionalität in Kauf nehmen zu müssen. Das Erzeugnis ist beispielsweise in der Lage, während des Sports, die Körpertemperatur zu messen und anschließend die Daten zu übermitteln.


Wasserfeste, biegsame Batterie passt sich der Haut an

Die neue Apparatur besteht aus kleinen Solarzellen, winzigen Schaltkreisen und Batterien. Dabei sind die Komponenten in mehrere Kunststoffschichten eingebunden, was den recht hohen Grad an Flexibilität ermöglicht. Wie eine zweite Haut, kann diese flexible, dünne und wasserfeste Batterie technische Geräte mit Strom versorgen. Vorgestellt wurde das Produkt jüngst in den Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften der USA (kurz „PNAS“). Wie die Forscher schreiben, gibt es schon ähnliche Mikroelektronik, die auch flexibel ist und als Stromspeicher fungieren kann. Allerdings hielt sich die Leistung und Ausbeute bisher arg in Grenzen. John Rogers und seine Kollegen von der University of Illinois untersuchen daher verschiedene Schaltdesigns und Materialien. Am Ende soll der optimale Mix zwischen leistungsfähiger aber auch anpassungsfähiger Mikroelektronik präsentiert werden.


Ziel ist es, dass sich Stromspender vollends der menschlichen Haut anpassen und nahezu unbemerkt getragen werden können. Die verwendeten Komponenten wie etwa Batterien, Solarzellen und Mikrochips sind selbst nicht biegsam. Eher die Verbindungen dazwischen sind der Schlüssel. Dazu nutzen die Forscher 0,5 Mikrometer dünne Kupferdrähte, die wiederum in Serpentinen angelegt werden. Kommt es zu einer Dehnung des Materials, wird der Kupferdraht nur so weit gebogen, dass dieser beim Nachlassen der Spannung wieder in seine Ausgangsform zurückkehrt. Die größten Kräfte beim Dehnen und Spannen fängt schließlich die Gel-artige Schicht ab, die den Draht umgibt. Das weiche Material wird wiederum von mehreren dünnen Kunststoffschichten geschützt.

Die Wissenschaftler haben bereits verschiedene Tests vorgenommen. So konnte das Gerät beispielsweise bei einem Menschen die Temperatur messen, als dieser Sport trieb. Die Daten wurden dann automatisch an einen Empfänger kabellos übersendet, sobald eine Nahfeldkommunikation (NFC) hergestellt wurde. Möglich ist auch, dass LEDs zum Leuchten gebracht werden können. Die Farbe richtet sich dann danach, welche Temperaturen erfasst wurden. Das Gerät funktioniert dank Kunststoffschutzhülle auch unter Wasser. Mit der Hilfe des neuartigen Verfahrens, kann Elektronik in mehreren Schichten hergestellt und auch gebogen werden. Eine direkte Verbindung der einzelnen Parts ist nur in den Faltkanten vorliegend.

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