Forscher der University of Colorado Boulder haben eine selbstheilende 'elektronische Haut' entwickelt – ein dehnbares, hautähnliches Wearable, das vollständig recycelbar ist und eine umweltfreundlichere Alternative zu konventionellen tragbaren Geräten darstellt.
Dieses dünne Gerät übernimmt sensorische Funktionen wie die Erfassung von Schritten, Körpertemperatur oder Herzfrequenz und passt sich nahtlos an jede Körperstelle an.
"Wenn Sie es wie eine Uhr tragen möchten, legen Sie es um Ihr Handgelenk. Wie eine Halskette? Einfach um den Hals", erklärt Jianliang Xiao, außerordentlicher Professor für Maschinenbau an der University of Colorado Boulder.
Die Studie erschien in Science Advances und zeichnet ein Bild von Wearables, die genaue Gesundheitsdaten liefern und gleichzeitig E-Waste minimieren. Schätzungen gehen von über 55 Millionen Tonnen Elektroschrott bis 2021 aus.
"Unsere Lösung gegen Elektroschrott beginnt bereits bei der Herstellung: Wir schaffen Geräte, die leicht recycelbar sind", betont Prof. Xiao.
Mit Siebdrucktechnik erzeugten die Experten ein Netzwerk aus Flüssigmetall-Drähten, umhüllt von zwei Schichten selbstheilendem Polyimin-Folie.
Das Ergebnis ist ein Gerät, "dicker als ein Pflaster", das mit Wärme auf die Haut aufgebracht wird. Es dehnt sich um 60 Prozent in alle Richtungen, ohne die Elektronik zu schädigen.
"Smartwatches sind funktional, aber ein klobiges Metallstück. Wahre Wearables sollten eine bequeme, dünne Folie sein, die sich perfekt an den Körper schmiegt", sagt Prof. Wei Zhang vom Chemie-Department der University of Colorado Boulder.
Bei Beschädigungen heilt sich die Haut in 13 Minuten selbst, indem Polyimin-Bindungen neu gebildet werden.
"Diese Bindungen bilden ein Netzwerk über den Schnitt und wachsen zusammen – ähnlich wie bei natürlicher Hautheilung, nur mit kovalenten chemischen Bindungen", erläutert Prof. Zhang.
Noch fehlt eine integrierte Stromquelle, doch das Team arbeitet an komplexeren Funktionen: "Wir marschieren zielstrebig auf marktreife Geräte zu", so Dr. Xiao.