US-Forscher entwickeln Textilfasern mit integriertem
Lichtsensor
Forscher am Massachusetts Institute of Technology haben eine
lichtempfindliche Textilfaser entwickelt. Zu einem Gewebe zusammengefügt
fungiert sie als einfache Kamera. Ein Fotoapparat ist normalerweise ein Kasten, der an einer
Seite eine Linse hat, durch die Licht ins Innere auf einen Sensor oder auf
einen Film fällt. In Zukunft könnte eine Kamera jedoch die Form einer Jacke
oder eines Pullovers haben. Ein Team um den Materialwissenschaftler Yoel Fink vom Massachusetts Institute
of Technology (MIT) beschreibt in der aktuellen Ausgabe des von der American
Chemical Society herausgegebenen Fachmagazins Nano
Letters eine von ihm entwickelte Faser aus einem durchsichtigen Kunststoff,
aus der Kameras zum Anziehen hergestellt werden können.
Halbleiter als Lichtsensor
Im Inneren der Faser befinden sich zwei Schichten aus einem halbleitenden,
lichtempfindlichen Material, das als Sensor dient. In jeder der beiden
Sensorschichten, die durch Isolierungen voneinander getrennt sind, liegen
jeweils vier Metallelektroden, die die Sensorschicht der Länge nach
durchlaufen. Fällt Licht auf die Halbleiter, entsteht ein elektrischer Strom. Je mehr Licht
dabei auf den Sensor trifft, desto stärker ist der Strom, der am Ende der
Elektroden gemessen wird. Aus den Informationen aus der inneren Sensorschicht
lässt sich dabei die Wellenlänge des Lichts, also seine Farbe ermitteln. Aus den
Daten der äußeren Schicht lässt sich rekonstruieren, woher das Licht kommt.
Gewobenes Koordinatensystem
Allerdings geben die Daten keinen Aufschluss, an welcher Stelle das Licht auf
die Faser getroffen ist. Die Forscher haben deshalb aus den weniger als 1 mm
dicken Fasern ein 1.000 Quadratzentimeter großes Gewebe hergestellt. So
entsteht ein Koordinatensystem, das die nötigen Ortsinformationen liefert. In einem Test haben die Forscher gezeigt, dass ihre Faserkamera funktioniert,
beschreiben sie in dem Aufsatz in den Nano Letters. Dazu haben sie das Bild
eines Smileys mit grünem und rotem Licht beleuchtet. Das Licht fiel dann auf
das Gewebe aus den lichtempfindlichen Fasern. Aus Daten, die die Fasern
geliefert haben, errechnete ein Computer dann ein schwarz-weißes Bild des
Smileys. Das sei "ein wichtiger Schritt hin zu Textilien, die aus
Umgebungslicht Bilder erstellen", resümieren die Wissenschaftler. Eine mögliche Anwendung sehen die Entwickler im militärischen Bereich: Ein
Soldat, der eine Uniform aus den von ihnen entwickelten Fasern trüge, wüsste
immer, was hinter ihm vorgeht. Ein Vorteil einer Anziehkamera sei, dass sie
auch dann noch arbeite, wenn sie an einer Stelle beschädigt sei.