E-Haut heilt von selbst

Forscher der University of Colorado Boulder haben eine elektronische Haut entwickelt, die sich selbst heilt sowie verform- und recycelbar ist. [...]

 Die Anwendungsgebiete reichen von der Entwicklung von Robotern über Prothesen bis hin zu biomedizinischen Produkten. Bei der neuen E-Haut handelt es sich um ein dünnes, lichtdurchlässiges Material, das die Funktionen und mechanischen Eigenschaften der menschlichen Haut nachahmt. „Die Haut, das größte wie auch eines der kompliziertesten Organe des menschlichen Körpers, erfüllt viele Funktionen, die durch die elektronische Haut nachgebildet wie auch verbessert werden können. Es geht einerseits um einen Ersatz der verlorengegangenen Hautfunktionen – zum Beispiel in der Prothetik – wie auch die Nutzung derer für anderwärtige Zwecke – zum Beispiel Roboterhaut oder auch als zusätzliche schützende Haut im Gefahrenbereich“, erklärt Eugenijus Kaniusas vom Institute of Electrodynamics, Microwave and Circuit Engineering der Technischen Universität Wien. Selbstheilende Eigenschaften seien besonders hervorzuheben, die für Langzeitanwendungen unentbehrlich sind – so etwa im Bereich des Monitorings bei chronischen Patienten.

Zurzeit werden weltweit verschiedene Modelle von E-Häuten mit unterschiedlichen Größen angefertigt. Dies liegt daran, dass die Forscher den Wert dieser Innovation für den medizinischen sowie wissenschaftlichen Bereich erkannt haben. Die elektronische Haut im aktuellen Projekt verfügt über Sensoren, die Druck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit sowie Luftströmung messen. Eine Besonderheit ist zudem der Einsatz eines kovalent gebundenen, dynamisch vernetzten Polymers, das als Polyimine bezeichnet wird.

Besondere Anpassungsfähigkeit
Der neue Stoff ist durch Silber-Nanopartikel ergänzt worden. „Das Einzigartige bei dieser E-Haut ist die chemische Verbindung von Polyimine, welche wir anwenden. Diese erlaubt nicht nur die Selbstheilung, sondern auch die vollständige Recycelbarkeit bei Raumtemperatur“, so Jianliang Xiao von der University of Colorado Boulder. „Wenn man die Millionen von Tonnen an elektronischem Müll betrachtet, die weltweit jedes Jahr erzeugt werden, dann leistet die Recycelbarkeit unserer E-Haut einen wertvollen Beitrag zu Umwelt und Wirtschaft“, sagt Xiao.

Ein weiterer Vorteil der elektronischen Haut ist, dass sie sich leicht an gebogene Oberflächen anpassen lässt. Eine Verwendung auf einem Roboter- oder Menschenarm ist somit kein Problem. Die Selbstheilung erfolgt auf Basis der Verwendung von drei Bestandteilen in Ethanol. Um die E-Haut zu recyceln, wird diese in einer Recyclinglösung eingeweicht. Dabei zerfallen die Polymere zu Oligomeren sowie Monomeren, die durch Ethanol löslich sind. Die Silber-Nanopartikel sinken indessen auf den Boden der Lösung.