Laserdrucktechnologie für wasserdichte E-Textilien

Die Smart Fabrics-Industrie hat Anwendungen in tragbaren Geräten für den Verbraucher-, Gesundheits- und Verteidigungssektor – von der Überwachung der Vitalfunktionen von Patienten über die Verfolgung des Standorts und des Gesundheitszustands von Soldaten im Feld bis hin zur Überwachung von Piloten oder Fahrern auf Ermüdung. Intelligente Textilien mit integrierter Sensorik, drahtloser Kommunikation oder Gesundheitsüberwachungstechnologie erfordern jedoch robuste und zuverlässige Energielösungen.

Aktuelle Methoden der intelligenten textilen Energiespeicherung, wie das Einnähen von Batterien in Kleidungsstücke oder die Verwendung von E-Fasern, können schwer sein und Kapazitätsprobleme verursachen. Solche elektronischen Komponenten können auch Kurzschlüsse und mechanische Ausfälle erleiden, wenn sie mit Schweiß oder Feuchtigkeit aus der Umgebung in Kontakt kommen.

Es wurde ein skalierbares Verfahren zur schnellen Herstellung von Textilien entwickelt, in die Energiespeicher eingebettet sind. In nur drei Minuten kann mit der Methode ein 10 × 10 cm großes intelligentes Textilpflaster hergestellt werden, das wasserdicht, dehnbar und leicht in Energiegewinnungstechnologien integriert werden kann.

Das Verfahren ermöglicht es, Graphen-Superkondensatoren – langlebige Energiespeicher, die sich leicht mit Solar- oder anderen Energiequellen kombinieren lassen – direkt auf Textilien zu lasern. In einem Proof-of-Concept verbanden Forscher den Superkondensator mit einer Solarzelle und lieferten so ein effizientes, waschbares und sich selbst mit Strom versorgendes intelligentes Gewebe.

Der Superkondensator auf Graphenbasis ist vollständig waschbar und kann die Energie speichern, die für den Betrieb eines intelligenten Kleidungsstücks erforderlich ist – und er kann in großen Mengen in wenigen Minuten hergestellt werden. Die Methode könnte auch eine schnellere Rolle-zu-Rolle-Fertigung durch den Einsatz von fortschrittlichem Laserdruck auf der Grundlage von multifokalen Fertigungs- und maschinellen Lerntechniken ermöglichen.