Metallpartikel machen Papier und Stoffe leitfähig

Wenn das T-Shirt die Gesundheit checkt und die Tapete von der Decke leuchtet: Technisch sind solche Anwendungen flexibler Elektronik machbar. Allerdings mangelte es bislang an günstigen, unauffälligen und dennoch robusten Fasern, um dabei den elektrischen Strom zu leiten. Jetzt präsentieren Forscher eine simple Methode, um Textilien oder auch Papier leitfähig zu machen. Sie tauchen die Fasern in verschiedene Lösungen, die sich am Ende zu metallischen Aluminiumpartikeln wandelt. Damit sind die Materialien nicht nur oberflächlich beschichtet, sondern vom Metall durchzogen, berichtet das Team im Fachblatt „Angewandte Chemie“. Dies hält sie selbst dann zuverlässig leitfähig, wenn sie stark gebogen oder geknickt sind. Damit sind sie flexibler zu verabeiten als Drähte und unempfindlicher als beschichtete Fasern.

„Die leitfähigen Papiere und Fäden können in elektrischen Schaltungen für flexible und tragbare elektronische Bauteile genutzt werden“, schreiben Hye Moon Lee vom Korea Institute of Materials Science und seine Kollegen. Die Forscher testeten das Durchtränken von Stoff- und Papierfasern, weil deren unruhige Oberfläche bei herkömmlichen Techniken – Bedampfen oder Bedrucken – einen lückenlosen Überzug schwierig machen. So behandelten sie die Faser zunächst mit einer Katalysatorlösung auf Titanbasis, bevor sie sie in die Lösung einer Aluminiumhydridverbindung tauchten. Diese wandelt sich daraufhin zu reinen Aluminiumteilchen, die dicht an dicht die Faser komplett durchziehen. Dank des Katalysators geschieht das Umwandeln sogar bei Raumtemperatur, was den gesamten Vorgang deutlich einfacher und preiswerter macht als übliche Beschichtungstechniken.

Flexibel bleiben die getauchten Papiere und Stoffe trotz der Behandlung, was sie vielfältig einsetzbar macht: Rollen, Biegen und Falten ist ebenso möglich wie ein gezieltes Zuschneiden, so die Forscher, und auch das Vernähen oder Aufkleben schadet der elektrischen Leitfähigkeit nicht. So eignen sie sich für ein breites Einsatzspektrum, von Medizin-, Schutz- oder Sportkleidung mit integrierten Sensoren bis zu Freizeitklamotten mit eingebautem Telefon oder Musikgerät. Die papierne Variante hingegen lässt sich in „intelligenten“ Gebäuden und in Sicherheitstechnik verarbeiten.