Ett forskarlag, lett från Chalmers, presenterar i ett projekt att cellulosatråd har stor potential som ett ledande material. Tråden kan användas på många olika sätt och kan utvinnas hållbart och återvinnas, något som är extra intressant för framtidens e-kläder.
Cellulosatråden är framställd i en process som utvecklats av Finska Aalto universitetet. I en efterföljande metod har Chalmersforskarna lyckats göra cellulosatråden ledande genom att färga in den med ett elektriskt ledande polymert material. I forskarnas mätningar har infärgningen gett cellulosatråden en rekordhög ledningsförmåga. Den går att öka ytterligare om man adderar silvernanotrådar.
I projektet har forskarna bland annat sytt in den elektriskt ledande tråden av cellulosa i ett tyg. De har lyckats tillverka en termoelektronisk textil som kan producera en liten mängd elektricitet när textilen värms upp på ena sidan, till exempel av en människas kroppsvärme – typiskt 0,2 microwatt vid en temperaturdifferens på 37 grader Celsius. I testerna har ledningsförmågan bibehållits efter ett flertal tvättar.
– Cellulosa är ett fantastiskt material som går att utvinna hållbart och återvinna. Vi kommer se mer och mer av det i framtiden. När vi använder samma material genomgående i en produkt, eller så få olika som möjligt, kan den återvinnas betydligt bättre och effektivare. Ur det perspektivet är den här cellulosatråden också mycket intressant i utvecklingen av e-textiler, säger Christian Müller, forskningsledare för studien och professor på institutionen för kemi och kemiteknik på Chalmers.
– Cellulosatråden skulle kunna användas för att tillverka klädesplagg av giftfria, förnybara och naturliga material som har inbyggda elektroniska, smarta funktioner. Behovet av organiska och förnybara material i elektroniska textiler är både stort och väldigt angeläget att vi möter upp säger, Sozan Darabi, doktorand på institutionen för kemi och kemiteknik vid Chalmers och Wallenberg Wood Science Center.
Elektroniska textiler kan förbättra våra liv och vår vardag på många olika sätt. Ett viktigt område är inom hälso- och sjukvård där elektronik integrerad i tyg kan ge textilen funktioner som att reglera, övervaka och mäta vår hälsa.
Fakta
Den elektriskt ledande tråden är producerad i en beläggningsprocess ”lager-på-lager” med ett bläck som baseras på den biokompatibla polymeren ”polyelectrolyte complex poly (3,4 ethylenedioxythiophene): poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS)”. E-textiltråden som forskarna har utvecklat uppmäter en för cellulosatråd rekordhög ledningsförmåga i förhållande till volym på 36 S/cm, som kan ökas till 181 S/cm genom att addera silvernanotrådar. Tråden belagd med PEDOT:PSS klarar minst fem tvättar i maskin utan att förlora sin ledningsförmåga. Genom att integrera cellulosatråden i en elektrokemisk transistor har forskarna kunnat uppvisa dess elektrokemiska funktion. Cellulosafibern av skogsmaterial som forskarna har använt är av typ Ioncell.
BREAKING