SHINE-Faser: Selbstheilende, leuchtende Faser für Textilien und Robotik

Ein Forschungsteam der National University of Singapore (NUS) hat eine neuartige, flexible Faser entwickelt, die sich selbst heilen kann, sichtbares Licht aussendet und magnetisch steuerbar ist. Die sogenannte SHINE-Faser (Ionotronic-Nickel-CoreElektrolumineszenz-Faser) kombiniert mehrere Funktionen in einem und eröffnet neue Möglichkeiten für intelligente Textilien, Robotik und interaktive Displays.

Selbstheilung und hohe Leuchtkraft

Die neuartige Faser besteht aus einem Nickelkern, einer elektrolumineszenten Schicht und einer Hydrogelschicht. Diese Kombination nach einer Beschädigung selbst zu regenerieren. Wird die Faser auch komplett durchtrennt, kann sie nahezu vollständig zu heilenund dabei ihre ursprüngliche Helligkeit zu 98 % wiedererlangen. Mit einer Leuchtdichte von 1068 cd/m² übertrifft sie herkömmliche lichtemittierende Fasern und bleibt auch in hellen Innenräumen gut sichtbar. Zudem lässt sie sich drahtlos mit Energie versorgen und durch elektromagnetische Impulse gezielt steuern.

Vielseitige Einsatzmöglichkeiten

Die SHINE-Faser bietet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere in den Bereichen der intelligenten Textilien, Soft-Robotics und interaktiven Displays. Dank ihrer hohen Flexibilität und Widerstandsfähigkeit kann sie gut in Kleidung oder tragbare Technologien integriert werden, die nicht nur leuchten, sondern sich auch selbst reparieren können, falls sie beschädigt werden. Dies erhöht die Langlebigkeit solcher Produkte erheblich. Auch im Bereich der Soft-Robotik eröffnet die Faser neue Möglichkeiten. Da sie magnetisch gesteuert werden kann, eignet sie sich für den Einsatz in flexiblen, beweglichen Robotern, die sich selbst durch enge Räume navigieren und komplexe Bewegungen ausführen können. Ihre Lichtemission ermöglicht zudem eine visuelle Signalgebung in Echtzeit, was die Interaktion mit ihrer Umgebung verbessert.

Ein weiteres spannendes Anwendungsgebiet sind interaktive Displays. Die magnetische Steuerbarkeit der Faser erlaubt es, dynamische Muster zu erzeugen, die sich je nach Bedarf verändern können. Dies könnte besonders für smarte Werbetafeln, Beleuchtungssysteme oder innovative Benutzeroberflächen von Vorteil sein, die sich flexibel an unterschiedliche Situationen anpassen lassen.

Blick in die Zukunft

Das Forscherteam plant, die magnetische Steuerung der Faser weiter zu verfeinern und sie mit zusätzlichen Sensoren auszustatten, um Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen zu erkennen. Diese Entwicklungen könnten die Mensch-Technik Interaktion maßgeblich verbessern und neue Anwendungsmöglichkeiten für tragbare Technologien und Robotik schaffen.

„Wir wollen lichtemittierende Systeme entwickeln, die sich wie biologische Gewebe
regenerieren können – ähnlich unserer Haut.“, so Professor Benjamin Tee der leitende Forscher des Projekts.

Die Forschungsarbeit, die in Zusammenarbeit mit dem Institute for Health Innovation & Technology (iHealthtech) der NUS durchgeführt wurde, wurde am 3. Dezember 2024 in Nature Communications veröffentlicht.