Een benadering voor het ontwikkelen van lichtemitterende stof op basis van typische ultratransparante panty's gecoat in een dunne gouden film kan de ontwikkeling van zachtere, meer draagbare lichtgevende kleding, onderzoekers in Canada rapporteren 4 maart in het tijdschrift Materie . Het werk gaat in op enkele van de beperkingen van bestaande lichtgevende stoffen en, met effectieve stroombronnen, kunnen worden ontwikkeld tot meer functionele ontwerpen voor veiligheidsuitrusting die wordt gedragen door eerstehulpverleners en nachtelijke bouwvakkers, lichtgevende atletische kleding, avant-garde en alledaagse mode, of draagbare advertenties en logo's.

"Gebruikers willen lichtgevende displays die in stoffen zijn geïntegreerd zodat ze zacht, lichtgewicht, rekbaar, wasbaar, en draagbaar - net als gewone kleding, maar met lichtgevende panelen die de gebruiker kunnen verlichten of afbeeldingen/informatie kunnen weergeven, " zegt senior auteur Tricia Carmichael, een professor in oppervlakte- en materiaalchemie aan de Universiteit van Windsor.

Echter, het ontwerpen van draagbare stoffen met een hightech twist is een uitdaging gebleken. Bestaande fabricagemethoden werken goed voor harde oppervlakken zoals glas, Silicium wafels, of plastic, maar met hun verweven garens die ontworpen zijn om te bewegen en uit te rekken, het textiel in kleding is verre van rigide. Als resultaat, huidige benaderingen voor het produceren van lichtemitterende kleding waarbij stijve diodes worden genaaid, draden, en optische vezels in textiel resulteren in kledingstukken die de rekbaarheid en zachtheid van hun niet-lichtgevende tegenhangers missen. Ze zijn ook moeilijk te wassen. Beseffend hoe belangrijk het is om lichtgevende apparaten in deze flexibele en rekbare structuren te plaatsen om lichtgevende stoffen te ontwikkelen die aanvoelen als elk ander kledingstuk, Carmichael en collega's pakten het anders aan.

"De hoofdauteur van dit artikel, Yunun Wu, was op zoek naar stoffen voor haar onderzoek en had een eureka-moment:waarom niet transparante stoffen gebruiken als oplossing voor het vormen van de transparante geleider, een cruciaal element van alle lichtgevende apparaten?", zegt Carmichael. "Een tweede gloeilampmoment kwam toen we panty's als een ideaal materiaal zagen om de nieuwe elektroden te bouwen."

De onderzoekers gebruikten stroomloze nikkel-immersie goudmetallisatie, een op oplossingen gebaseerde metaalafzettingstechniek die vaak wordt gebruikt om printplaten te maken waarbij alleen metaal wordt afgezet op de nylon- en spandexvezeloppervlakken, panty's te coaten met een zeer geleidende goudfilm van slechts ongeveer 100 nm dik. Ze ontdekten dat het coatingproces ervoor zorgde dat de pantystof zijn semi-transparantie en rekbaarheid behoudt. Met behulp van deze nieuwe fabricagetechniek, de onderzoekers creëerden vervolgens lichtgevend textiel met patronen met de smiley-emoji, evenals een dynamisch display dat bestaat uit zeven rechthoekige segmenten die kunnen worden herschikt om de nummers nul tot en met negen weer te geven.

Hoewel goud kan, natuurlijk, prijzig zijn, Carmichael en collega's zijn van mening dat de chemische stabiliteit en veiligheid voor de huid het een uitstekende keuze maken voor draagbare materialen. Omdat zo'n kleine hoeveelheid goud (een coating 1, 000 keer dunner dan een mensenhaar) is nodig om textiel de geleidbaarheid te geven die ze nodig hebben om op te lichten, de onderzoekers maken zich geen zorgen over de kosten van het metaal of andere kosten die gepaard gaan met opschaling van de productie.

"We zijn optimistisch over het vermogen om de technologie op te schalen, ", zegt Carmichael. "Het proces dat we gebruiken om de ultradunne goudcoating op textielvezels af te zetten, kan worden opgeschaald door het volume van de plateringsoplossing te vergroten, verwerking van volledige kledingstukken mogelijk maken. We gebruiken ook bestaande ultratransparante stoffen en hebben dus geen nieuwe textielproductie nodig."

Echter, een grote hindernis blijft de integratie van draagbare lichtgevende apparaten in de weg staan, in het algemeen, in het dagelijks leven:de mogelijkheid om ze van stroom te voorzien zonder omvangrijke energiegeneratoren en opslagsystemen.

"We onderzoeken de grote verscheidenheid aan textielarchitecturen als een integraal onderdeel van het ontwerp van apparaatelektroden om de naadloze integratie van broze energieopslagmaterialen in textiel mogelijk te maken, ' zegt Carmichael.