Textiler Generator
Schon die mechanische Bewegung durch Herzschlag, Schritte oder leichten Wind reicht aus, dass winzige, an Textilien angebrachte Nanodrähtchen daraus Strom gewinnen können.
London (dpa) - US-Wissenschaftler haben ein nanotechnisches Verfahren entwickelt, das im Wortsinn zu elektrisierender Kleidung verhelfen kann. Schon der Herzschlag des Trägers, Schritte oder ein leichter Wind reichten aus, um winzige, an textilen Mikrofasern angebrachte Nanodrähtchen zu bewegen und aus deren Verformung Strom zu gewinnen, schreiben die Forscher im britischen Fachjournal «Nature». Von der Anwendung ist das Material allerdings noch weit entfernt.
Zhong Lin Wang und Kollegen vom Georgia Institute of Technology in Atlanta (US-Staat Georgia) hatten Zinkoxid-Nanodrähte sternförmig an Textilfasern wachsen lassen und verarbeiteten diese Fasern dann laut «Nature» zu einer Art Garn. «Indem zwei Fasern sich verhaken und die Nanodrähte bewegen, wird mechanische Energie mittels des piezo-elektrischen Effekts in elektrische Energie umgewandelt», erläutern die Forscher. Der bereits Ende des 19. Jahrhunderts entdeckte Piezoeffekt beschreibt die Eigenschaft mancher Kristalle, bei Verformungen eine elektrische Spannung zu erzeugen. Das wird heute in zahlreichen Geräten ausgenutzt, darunter Tintenstrahldrucker, Quarzuhren und elektrische Feuerzeuge.
Die Forscher kombinierten ihre elektrischen Spezialfasern paarweise, sodass sie sich wie überlange Bürsten einer Autowaschanlage gegenüberstehen. Schon bei winzigen Bewegungen verformen sie sich gegenseitig und erzeugen Elektrizität. Ein einzelner solcher Generator aus zwei Elektrofasern lieferte im Labor eine Leistung von etwa 16 Pikowatt (billionstel Watt). Etwa ein Quadratmeter ihres Stoffs könnte ausreichen, um bis zu 80 Milliwatt (tausendstel Watt) Elektrizität zu erzeugen - genügend für elektronische Kleingeräte wie Handys oder auch kleine militärische Sensoren, berichten die Wissenschaftler. Dafür müsse das Material aber noch optimiert werden.
Bislang haben die Forscher erst etwa 200 ihrer Doppelfaden-Generatoren produziert. Die Technik sei so robust, dass die damit ausgerüsteten Stoffe hochbeweglich, faltbar und - etwa als «Power-Shirt» - tragbar seien, betonen die Entwickler. Aber auch bei Zeltleinwänden könne die Technik zum Einsatz kommen. Ein praktisches Problem gilt es jedoch noch zu überwinden: Zinkoxid ist wasserempfindlich, die Spezialtextilien ließen sich in der derzeitigen Version nicht waschen.
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Originalveröffentlichung:
Nature 451, 809 (2008).
http://dx.doi.org/10.1038/nature06601
