Cambridge – Forscher der University of Cambridge haben neue Sensoren entwickelt, die 50 Mal dünner sind als ein menschliches Haar und direkt auf die Haut gedruckt werden. Das Verfahren zur Herstellung ist von der Spinnenseide inspiriert, die sich an eine Vielzahl von Oberflächen anpassen und an ihnen haften kann. In die «Spinnenseide» aus Cambridge ist Bioelektronik integriert, sodass sich das «Netz» mit sensorischen Fähigkeiten ausstatten lässt. Auch Pflanzen sind als Träger geeignet. Darauf gedruckte Sensoren könnten das Wachstum überwachen und beispielsweise Alarm schlagen, wenn es an Wasser fehlt.
Extrem sanftes Drucken
Diese abfall- und emissionsarme Methode könnte in einer Reihe von Bereichen eingesetzt werden, von der Gesundheitsfürsorge und der virtuellen Realität bis hin zu elektronischen Textilien und der Umweltüberwachung. Elektronische Sensoren auf der Haut könnten die Art und Weise, wie Menschen mit der Umwelt interagieren, grundlegend verändern, glauben die Experten.
Direkt auf die Haut gedruckte Sensoren könnten etwa das Realitätsempfinden bei Spielen oder Anwendungen der virtuellen Realität verbessern. Das Druckverfahren ist den Entwicklern nach so sanft, dass es sogar gelungen ist, einen Sensor auf einer Pusteblume zu platzieren, ohne dass die dort locker sitzenden Samenkörner mit Fallschirm herunterfielen.
Anpassung an Mikrostrukturen
Das Team um Yan Yan Shery Huang hat die bioelektronische «Spinnenseide» aus PEDOT:Pss hergestellt. Das besteht aus einem biokompatiblen, elektrisch leitenden Polymer sowie Hyaluronsäure und Polyethylenoxid. Die Forscher zogen die feinen Fäden aus einer wässrigen Lösung bei Raumtemperatur heraus, die die Basismaterialien enthielten. In einem zweiten Schritt behandelten sie die Fäden, damit sie auf biologischen Untergründen haften können.
Selbst an Mikrostrukturen wie Rillen an den Fingerkuppen passen sie sich an. Die meisten hochauflösenden Sensoren werden aktuell in einem mehrstufigen und energieintensiven Prozess in Reinräumen hergestellt und erfordern giftige Chemikalien. Die in Cambridge entwickelten Sensoren können dagegen überall hergestellt werden, heisst es abschliessend. (pte/mc/ps)