Graphen-Haut: Selbstheilende Elektronik ist keine Zukunftsmusik mehr

Ein Schnitt, ein Riss - und Sekunden später ist alles wieder heil. Nicht an der Haut, sondern an einem elektronischen Bauteil. Was bislang undenkbar schien, ist nun Realität im Labor der Technischen Universität Dänemark.

Elektronische Haut: Material heilt Schnitte in Sekunden

Lange galt die Idee selbstheilender Elektronik als schöne Theorie, doch an der Umsetzung scheiterten viele Versuche: Entweder war das Material zu spröd, zu träge oder nicht leitfähig genug. Ein weiteres Problem: Oft konnten nur einzelne Eigenschaften wie Flexibilität oder Leitfähigkeit erreicht werden - nie alles zugleich. Der große Durchbruch kam jetzt durch eine ungewöhnliche Kombination zweier Stoffe, die sich im Kern perfekt ergänzen.

Das neue Material basiert auf einer Mischung aus Graphen, einem extrem leitfähigen, zweidimensionalen Kohlenstoffmaterial, und PEDOT:PSS, einem transparenten, leitfähigen Polymer, das etwa in Solarzellen oder biegsamen Displays zum Einsatz kommt. Was sie einzeln nicht leisten, gelingt im Verbund: Sie bilden eine weiche, dehnbare und dennoch belastbare Einheit, die Strom leitet, sich bewegt und Verletzungen binnen Sekunden reparieren kann.


Selbstheilung im Detail:
"Wir haben ein multifunktionales, hautähnliches Material entwickelt, das weiche, responsive und selbstheilende Eigenschaften in einer skalierbaren Plattform vereint", sagt Alireza Dolatshahi-Pirouz vom DTU Health Tech, dem Zentrum für Gesundheitstechnologie der Technischen Universität Dänemark, der das Projekt leitete. Viele denkbare Anwendungsfelder (DTU Health Tech) In der Zeitschrift Advanced Science beschreibt sein Team, wie die Mischung gezielt so optimiert wurde, dass das Material nicht nur Risse übersteht, sondern auch sechsfache Dehnung aushält - und danach wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehrt.

Das macht die Technologie besonders für Anwendungen in der Medizin, Robotik oder Raumfahrt interessant. Denkbare Anwendungen, welche die Forscher beschreiben: Sensoren auf Wunden, die Temperatur, pH-Wert oder Druck messen und den Heilungsprozess begleiten. Implantate, die sich an das Gewebe schmiegen und sich nach Operationen von selbst stabilisieren. Oder Prothesen, die nicht nur angenehmer zu tragen sind, sondern auch auf Veränderungen der Umgebung reagieren - all das erscheint nun möglich.

Wenn sich Schaltkreise reparieren

Selbstheilende Materialien gibt es zwar schon - in Lacken, Gelen oder einfachen Beschichtungen. Doch was hier entsteht, geht weit darüber hinaus: eine Klasse elektronischer Werkstoffe, die sich fast wie Haut verhalten: dehnbar, formbar, empfindsam - und in der Lage, Verletzungen zu heilen.



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