Ongemakkelijk, onbuigzaam, met lage luchtdoorlatendheid:textielmaterialen die elektriciteit kunnen geleiden, kunnen onhandig zijn voor dagelijks gebruik. Echter, onderzoekers van de Universiteit van Bayreuth, Donghua-universiteit in Shanghai, en Nanjing Forestry University hebben nu nieuwe niet-geweven materialen ontwikkeld die zowel elektrisch geleidend als flexibel en ademend zijn. Dit maakt de weg vrij voor comfortabele high-tech kleding die, bijvoorbeeld, zonlicht omzetten in warmte, draagbare elektronische apparaten van stroom voorzien, of sensoren bevatten voor fitnesstraining. De wetenschappers hebben hun bevindingen gepubliceerd in het tijdschrift npj Flexible Electronics.

Het team van onderzoekers van prof. dr. Andreas Greiner aan de Universiteit van Bayreuth en hun Chinese partners zijn erin geslaagd elektrisch geleidende nonwovens te produceren die alle andere eigenschappen hebben die je zou verwachten van kleding die geschikt is voor dagelijks gebruik. De materialen zijn flexibel, en dus aan te passen aan bewegingen en veranderingen in houding. In aanvulling, ze zijn luchtdoorlatend, wat betekent dat ze de natuurlijke ademhaling van de huid niet verstoren.

De combinatie van deze eigenschappen is gebaseerd op een speciaal productieproces. In tegenstelling tot de gangbare productiemethoden, metaaldraden werden niet in afgewerkt textiel gestoken. Liever, de wetenschappers veranderden klassieke electro-spinning, die al vele jaren wordt gebruikt om nonwovens te produceren:korte elektro-gesponnen polymeervezels en kleine hoeveelheden zilverdraadjes met een diameter van slechts 80 nanometer worden in een vloeistof gemengd. Daarna, ze worden gefilterd, droog, en kort opgewarmd. Als de compositie goed is, het resulterende niet-geweven materiaal vertoont een zeer hoge mate van elektrische geleidbaarheid.

Dit opent een heel scala aan mogelijkheden voor innovatieve toepassingen, vooral op het gebied van slimme kleding (d.w.z. wearables). Dagelijkse kleding, bijvoorbeeld, kunnen worden uitgerust met zonnecellen zodat het opgevangen zonlicht wordt omgezet in warmte, het textiel zelf opwarmen. Mobieltjes, camera's, minicomputers, en andere draagbare elektronische apparaten kunnen worden opgeladen door ze in het textiel aan te sluiten. Sensoren die in de kleding zijn geïnstalleerd, kunnen atleten en trainers belangrijke fitness- en gezondheidsgegevens verstrekken of familie en vrienden informatie geven over de locatie. "Naast kledingstukken, soortgelijke functies zouden net zo goed kunnen worden ingebouwd in textielmaterialen voor gebruik in stoelen en instrumenten in auto's of vliegtuigen, " verklaarde Prof. Dr. Andreas Greiner, Leerstoel Macromoleculaire Chemie II aan de Universiteit van Bayreuth. "Onze aanpak, die de productie van geleidend textiel als basis neemt, kan in principe op veel verschillende systemen worden toegepast, "voegde Steffen Reich toe, doctoraatsonderzoeker en hoofdauteur van de nieuwe studie. Als voorbeeld, hij citeert de huidige onderzoeksprojecten van Bayreuth over microbiële brandstofcellen, die uiteindelijk zouden kunnen worden gebruikt als elektroden in dergelijke niet-geweven materialen.

De onderzoeksresultaten die zijn gepubliceerd in npj Flexible Electronics zijn het resultaat van een nauwe samenwerking tussen de Universiteit van Bayreuth, Donghua-universiteit in Shanghai, en Nanjing Forestry University. Het is nog maar twee jaar geleden dat de Universiteit van Bayreuth een samenwerkingsovereenkomst tekende met Donghua University, die sinds de oprichting van de instelling een onderzoeksprioriteit heeft op het gebied van onderzoek en ontwikkeling van textiel. De afgesproken onderlinge uitwisseling in onderzoek en onderwijs begint nu vruchten af ​​te werpen.