Smarte og behagelige nye tekstiler til højteknologisk tøj

Ubehagelig, stiv, med lav luftgennemtrængelighed:tekstilmaterialer, der er i stand til at lede elektricitet, kan være besværlige til daglig brug. Imidlertid, forskere ved University of Bayreuth, Donghua University i Shanghai, og Nanjing Forestry University har nu udviklet nye nonwoven materialer, der er elektrisk ledende samt fleksible og åndbare. Dette baner vejen for behageligt højteknologisk tøj, som, for eksempel, konvertere sollys til varme, forsyne bærbare elektroniske enheder med elektricitet, eller indeholde sensorer til fitnesstræning. Forskerne har offentliggjort deres resultater i tidsskriftet npj Flexible Electronics.

Prof. Dr. Andreas Greiners team af forskere ved University of Bayreuth og deres kinesiske partnere har haft held med at producere elektrisk ledende nonwovens, som har alle de andre egenskaber, man kan forvente af tøj, der er egnet til daglig brug. Materialerne er fleksible, og dermed tilpasse sig bevægelser og ændringer i holdning. Ud over, de er luftgennemtrængelige, hvilket betyder, at de ikke forstyrrer hudens naturlige vejrtrækning.

Kombinationen af ​​disse egenskaber er baseret på en særlig produktionsproces. I modsætning til gængse produktionsmetoder, metaltråde blev ikke indsat i færdige tekstiler. Hellere, forskerne modificerede klassisk elektrospinning, som har været brugt til at fremstille nonwovens i mange år:korte elektrospundne polymerfibre og små mængder små sølvtråde med en diameter på kun 80 nanometer blandes i en væske. Bagefter, de er filtreret, tørret, og varmes kortvarigt op. Hvis sammensætningen er rigtig, det resulterende nonwoven-materiale udviser en meget høj grad af elektrisk ledningsevne.

Dette åbner op for en lang række muligheder for innovative applikationer, især inden for smart tøj (dvs. wearables). hverdagstøj, for eksempel, kan udstyres med solceller, således at det opfangede sollys omdannes til varme, opvarmning af selve tekstilerne. Mobiltelefoner, kameraer, mini-computere, og andre bærbare elektroniske enheder kunne oplades ved at sætte dem i tekstilerne. Sensorer installeret i tøjet kunne give atleter og trænere vigtige fitness- og sundhedsdata eller kunne give familie og venner information om dets placering. "Ud over beklædningsgenstande, lignende funktioner kunne også lige så nemt installeres i tekstilmaterialer til brug i sæder og instrumenter i biler eller fly, " forklarede prof. dr. Andreas Greiner, Lærer for Macromolecular Chemistry II ved University of Bayreuth. "Vores tilgang, som tager udgangspunkt i produktionen af ​​ledende tekstiler, kan i princippet anvendes på mange forskellige systemer, " tilføjede Steffen Reich, doktorgradsforsker og hovedforfatter på det nye studie. Som et eksempel, han citerer aktuelle Bayreuth-forskningsprojekter om mikrobielle brændselsceller, som i sidste ende kunne bruges som elektroder i sådanne nonwoven-materialer.

Forskningsresultaterne, der blev offentliggjort i npj Flexible Electronics, er resultatet af et tæt samarbejde mellem University of Bayreuth, Donghua University i Shanghai, og Nanjing Forestry University. Det var kun to år siden, at University of Bayreuth underskrev en samarbejdsaftale med Donghua University, der har haft en forskningsprioritet på forskning og udvikling af tekstiler siden institutionens etablering. Den gensidige udveksling i forskning og undervisning, der blev aftalt, begynder nu at bære frugt.