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Mit Blick in die Zukunft: Die E-Haut

Die E-Haut: Dehnbares Licht emittierendes Gerät verwandelt menschliche Haut in Displays.

Stellen Sie sich einen Läufer vor, der keine Stoppuhr oder ein Handy tragen muss, um die Uhrzeit zu überprüfen. Der könnte nur auf das leuchtende Stoppuhr Display auf dem Handrücken blicken. Solche Mensch-Maschine-Schnittstellen sind keine Science-Fiction mehr, aber es muss so viel getan werden, bevor diese Technologie zum Mainstream wird. Oftmals wird die elektronische Haut (oder E-Haut) genannt, also ein – superdünnes und ultradehnbares Material, das die Flexibilität der menschlichen Haut imitieren kann.

Die E-Haut: es ist wie ein Tattoo

Ein chinesisches Forschungsteam hat kürzlich ein dehnbares Licht emittierendes Gerät entwickelt, das Informationen liefert und an der menschlichen Haut und anderen Oberflächen befestigt werden kann. Das Gerät ist wie ein temporäres Tattoo und kann mit niedriger Spannung betrieben werden, sodass es den Benutzern keinen Schaden zufügt.

Die im Oktober 2019 im ACS Materials Letter veröffentlichten Ergebnisse von Forschern der Universität Nanjing in China zeigten dehnbare lichtemittierende Vorrichtungen, die als Wechselstrom-Elektrolumineszenz-Displays (ACEL – alternating-current electroluminescen) bezeichnet werden.

Alternating current electroluminescent displays (ACELs) sind eine aufstrebende Form von Licht emittierenden Vorrichtungen. Sie können wie ein temporäres Tattoo auf Haut oder andere Oberflächen geklebt werden. Sie erfordern jedoch relativ hohe Spannungen, um eine ausreichende Helligkeit zu erreichen, was zu Sicherheitsbedenken führen kann. Das Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Desheng Kong von der Universität Nanjing wollte ein ACEL entwickeln, das bei niedrigeren Spannungen betrieben werden kann und somit sicherer für die menschliche Haut ist.

Die Vorrichtung hat eine Sandwichstruktur mit einer Elektrolumineszenzschicht aus lichtemittierenden Mikropartikeln, die in einem dehnbaren dielektrischen Material dispergiert sind, und zwei flexiblen Silber-Nanodrahtelektroden.

Dieses neuartige dielektrische Material in Form von keramischen Nanopartikeln, die in ein kautschukartiges Polymer eingebettet sind, trägt dazu bei, die Helligkeit des Geräts im Vergleich zu bestehenden ACEL-Displays zu erhöhen. Die Forscher verwendeten dieses Material, um eine vierstellige Stoppuhr auf der Hand eines Freiwilligen anzubringen. Das Display liefert bei Innenbeleuchtung mit niedrigen Spannungen eine ausreichende Helligkeit.

Die Möglichkeiten sind unbegrenzt

„Das helle, dehnbare Display könnte ein breites Anwendungsspektrum für „smart wearables“, „soft robotics“ and „human-machine interfaces“ finden.“ Die hier beschriebenen hochpermittiven Nanokomposite stellen einen attraktiven Baustein für dehnbare elektronische Systeme dar, für die möglicherweise ein breites Spektrum zur Verfügung steht Anwendungen in eigenstreckbaren Transistoren, Sensoren, lichtemittierenden Geräten und Energiegewinnungsgeräten zu entwickeln. “, sagten die Wissenschaftler.

Wie könnte diese Technologie, abgesehen von der Möglichkeit, dass wir mit leuchtenden Tätowierungen unser tägliches Leben beginnen, unser Leben verändern?

Die naheliegendste Verwendung wäre, Fitness-Tracker und medizinische Sensoren zu ersetzen, um den Puls, den Blutsauerstoffgehalt und die täglichen Schritte einer Person zu messen. Ein Arbeiter kann Gebäudepläne oder einen elektrischen Schaltplan auf der Haut anzeigen lassen, ohne schwere Geräte dabei zu haben. “

So futuristisch es auch klingt, die Herstellung von Leuchtdisplays mit unglaublich dünnem Film ist keine Neuentwicklung. Zum Beispiel konnten die Forscher 2013 flexible PLEDs dünner als Spinnenseide machen. Eines der Hauptprobleme bei diesen Entwicklungen in der Vergangenheit war, dass sie nur wenige Stunden an der normalen Luft bestanden.

Heutzutage…“The sky ist the limit“

Der Artikel, der das Gerät des Teams beschreibt, wurde am 4. Oktober 2019 in der Zeitschrift ACS Materials Letters veröffentlicht.

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*Bildquelle: ACS Materials Letters