Druckbare Technologie für die nächste Generation intelligenter Kleidung

Das Internet der Dinge sorgt bereits für die Vernetzung in Wohnungen und Autos. Dank neuer druckbarer Energiespeicher könnte bald auch unsere Kleidung vernetzt sein.

Industrielle Technologien

Die Entwicklung intelligenter Textilien, auch bekannt als elektronische Textilien oder E-Textilien, könnte es schon bald ermöglichen, Kleidung mit dem Internet der Dinge zu verbinden. „Tragbare E-Textilien sind so konzipiert, dass sie verschiedene elektronische Funktionen erfüllen und das Potenzial besitzen, alltäglichen Textilien neue Funktionen hinzuzufügen“, sagt Valeria Nicolosi, Professorin für Nanomaterialien und Hochauflösende Mikroskopie am Trinity College Dublin. Nicolosi zufolge ist der Markt für E-Textilien nicht nur auf die Bekleidungsindustrie beschränkt, sondern umfasst auch die Bereiche Medizin, Verkehr, Energie und Kommunikation. „Stromgeneratoren, Sensoren, Antennen und Lichter sind bereits in Textilien eingebettet, die für Vorhänge, beheizte Sitze und tragbare Geräte zur Gesundheitsüberwachung verwendet werden“, erklärt Nicolosi. Die nächste Generation der E-Textilien wird eine Gestensteuerung ermöglichen. Für das Erreichen dieser Funktionalität bedarf es jedoch hochintegrierter Sensoren und einer erhöhten Stromversorgung. „Die Stromversorgung ist traditionell für den Engpass bei der Entwicklung intelligenter Textilien verantwortlich“, so Nicolosi. „Das liegt daran, dass die heutigen Arten der Stromversorgung ziemlich unflexibel und schwerfällig sind, was eine nahtlose Integration in elektronische Textilien erschwert.“ Hier setzt das vom Europäischen Forschungsrat unterstützte Projekt Powering_eTextiles an. „Unser Ziel ist es, Hochleistungs-Energiespeicher für die nächste Generation intelligenter tragbarer Technologien und textilbasierter Elektronik zu entwickeln“, erläutert Nicolosi, die als Projektkoordinatorin fungiert.

Druckbare Geräte

Für die Entwicklung einer solchen Lösung wandte sich das Projekt dem Tintenstrahldruck und ultradünnen zweidimensionalen Nanoblattmaterialien zu. „Wir brachten unser umfangreiches Fachwissen auf dem Gebiet der gedruckten 2D-Tinten zur Anwendung, um einen hocheffizienten, flexiblen und waschbeständigen Energiespeicher zu entwickeln, der in einer Vielzahl von Textilien wie Baumwolle, Polycotton und Polyester eingesetzt werden kann“, fügt Nicolosi hinzu. Wie Nicolosi erklärt, erfordert vollständig gedruckte tragbare Elektronik auf der Grundlage von 2D-Materialien robuste und reproduzierbare gedruckte mehrschichtige Stapel. Diese Stapel bestehen aus einem Stromkollektor, aktiven Elektrodenmaterialien und einem Gelelektrolyt. Die Exfoliation der geschichteten Materialien erlaubt es, die Stapel mit kostengünstigen Tinten und herkömmlichen Tintenstrahldruckern zu drucken. „Da diese Geräte gedruckt werden können, wird die Produktion von intelligenten Stoffen billiger und auch skalierbar“, meint Nicolosi. „Dank ihrer Flexibilität und minimalen Größe werden sie auch die Qualität und die Möglichkeiten für Spezialeffekte in den Stoffen verbessern.“

Blick in die Zukunft

Nicolosi ist zwar stolz darauf, eine Stromversorgungslösung für fortschrittliche E-Stoffe entwickelt zu haben, doch am meisten freut sie sich auf das, was noch vor ihr liegt. „Ich bin gespannt darauf, diese Technologie in realen Anwendungen einzusetzen und herauszufinden, welche neuen Möglichkeiten sie zu bieten hat“, bemerkt sie. Das Projekt Powering_eTextiles ist nun zwar abgeschlossen, doch Nicolosis Arbeit ist noch nicht beendet. Derzeit ist sie mit der Durchführung weiterer Forschungsarbeiten beschäftigt, um die Stromversorgungslösungen in Richtung Kommerzialisierung voranzutreiben. Außerdem arbeitet sie mit Interessengruppen der Branche zusammen, um Produkttests durchzuführen. „In der Wissenschaft geht es immer weiter – und dieses Projekt hat die Saat für so viele Ideen gelegt, die ausprobiert und getestet werden können“, schließt Nicolosi. „Wenn alle diese Ideen zusammenkommen, wird das Ergebnis eine Lösung sein, die wir in unserem täglichen Leben nutzen können.“

Schlüsselbegriffe

Powering_eTextiles, druckbare Technologie, intelligente Kleidung, Internet der Dinge, IoT, intelligente Stoffe, elektronische Textilien, E-Textilien, Textilien, Energiespeicher, Tintenstrahldruck

Ink-jet printed energy storage devices on textiles: powering the next generation of smart clothing

Druckbare Technologie für die nächste Generation intelligenter Kleidung

Druckbare Geräte

Blick in die Zukunft

Schlüsselbegriffe

Entdecken Sie Artikel in demselben Anwendungsbereich

Diese Seite teilen

Herunterladen