Smarte Kleider

Der Bildschirm für das T-Shirt

Von Manfred Lindinger
18.03.2021
, 14:35
Kein Sticker, sondern chinesische Schriftzeichen auf einem Textil-Display
Video
Smarte Kleider liegen im Trend und faszinieren nicht nur Technikfreaks. Jetzt lassen sich mit elektrooptischen Fasern auch Bildschirme und Tastaturen schneidern für den Computer zum Anziehen.
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Kleider sollen längst nicht mehr nur wärmen, vor Wind und Regen schützen und den Träger sportlich oder elegant aussehen lassen. Viele Textilien sind bereits ausgestattet mit reichlich Elektronik. So gibt es bereits Jacken, Hosen und Schuhe, in die fast unsichtbar Puls- und Bewegungsmesser, Feuchtigkeits- und Temperatursensoren sowie Navigationssysteme eingebaut sind. Der Strom wird von integrierten Batterien oder verwobenen Solarzellen erzeugt. Leitfähige und druckempfindliche Fasern machen es möglich.

Die Träger solcher smarter Textilien können sich nun über eine weitere technische Errungenschaft freuen, die Wissenschaftler von der Universität Fudan in Schanghai in der Zeitschrift „Nature“ präsentieren. Huisheng Peng von der Universität Fudan bei Schanghai und seine Kollegen haben einen leuchtenden Stoff entwickelt, aus dem sich flexible Displays und sogar eine Art Tastatur schneidern lassen.

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Maßgeschneiderte Displays aus dem Webstuhl

Bislang war es nicht gelungen, elektronische Anzeigen in Kleidungsstücke zu integrieren. Zwar sind Displays aus organischen Leuchtdioden äußerst elastisch, sie sind aber nicht flexibel genug, um sich an den Körper und dessen natürliche Bewegungen anzupassen. Werden sie zu stark gebogen, so brechen sie. Zudem lassen sich aus organischen Leuchtdioden keine längeren Fasern erzeugen.

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Smarte Textilien
Wie man einen Bildschirm schneidert
Video: „Nature“, Fudan University , Bild: dpa

Die Forscher um Peng haben diese Schwierigkeit mit einer elektrolumineszierenden Kunstfaser überwinden können. Die Faser, die mit einer Zinksulfid-Phosphor-Verbindung beschichtet ist und sich wie ein Wollfaden verarbeiten lässt, leuchtet, wenn in ihr ein elektrischer Strom fließt. Durch Zugabe verschiedener Metalle erstrahlt sie in verschiedenen Farben.

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Zur Herstellung von Displays haben Peng und seine Kollegen die lumineszierenden Fasern mit Fäden eines leitfähigen und transparenten Kunststoffs und Fäden aus Baumwolle verwoben. Die lumineszierenden Fasern beginnen an den Kreuzungspunkten zu leuchten, wenn man eine Spannung an die leitfähigen Polymerfasern anlegt.

Auf diese Weise ist es den Forschern gelungen, mit einer Webmaschine eine 6 Meter lange und 25 Zentimeter breite Stoffbahn zu knüpfen, die 500.000 Leuchtpunkte aufweist. Über die Spannung an den leitfähigen Fäden lässt sich die Helligkeit der Pixel regeln. Aus ihrer Stoffbahn haben die Forscher schließlich Bildschirme in verschiedenen Größen geschneidert, die sie zu Testzwecken in Hemden oder Jacken einnähten.

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Strapazierfähig und wasserfest

Displays sind aber nicht die einzigen Bauteile, die die Forscher mit ihrem Verfahren herstellen können. Mit einer leitfähigen Faser, die ihren Widerstand ändert, sobald man etwa mit einem Finger draufdrückt, ließ sich eine einfache Tastatur verwirklichen. Eine eingewobene zusätzliche Faser, die als Solarzelle fungierte, sorgte für ausreichend Strom.

Der Stoff-Computer lässt sich über Bluetooth mit dem einem Smartphone verbinden und ansteuern.
Der Stoff-Computer lässt sich über Bluetooth mit dem einem Smartphone verbinden und ansteuern. Bild: Fudan University

Bildschirm und Tastatur verbanden die Forscher mit einem Mikroprozessor. Dadurch lassen sich kleine Nachrichten eintippen, die auf dem Textil-Monitor erscheinen. Mit Hilfe eines Bluetooth-Moduls gelang es sogar, eine Verbindung mit einem Internetserver aufzubauen und ein Navigationssystem zu verwirklichen. Die Ortskoordinaten des Trägers werden in Echtzeit angezeigt.

Was auf den ersten Blick als technische Spielerei für Technikfreaks erscheint, könnte nach Ansicht der Forscher um Peng für Menschen mit einer Behinderung nützlich sein. Stumme Menschen etwa könnten, über eine Botschaft auf ihrer Kleidung, nach dem Weg fragen oder um Hilfe bitten. Mit Hilfe des Navigationssystems könnten sie sich leichter in der Umgebung orientieren.

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Die elektrooptischen Fasern sind nicht nur leistungsfähig, sondern auch äußerst strapazierfähig. Der aus der Kunstfaser gewebte Stoff lässt sich nach Aussagen der chinesischen Forscher falten, knäulen oder in der Waschmaschine waschen, ohne dass er an Funktion verliert. Eine ideale Voraussetzung für die alltagstaugliche Verwendung.

Quelle: F.A.Z.
Manfred Lindinger - Portraitaufnahme für das Blaue Buch "Die Redaktion stellt sich vor" der Frankfurter Allgemeinen Zeitung
Manfred Lindinger
Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.
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