US-Forscher entwickeln selbstheilende Kabel

Publiziert am 29 Januar, 2013 unter Technik
Gute Nachrichten

Forscher an der North Carolina State University (NC State) haben Kabel entwickelt, die aus einem speziellen Polymer als Außenhaut besteht und einer flüssigen Metalllegierung, die als Leiter dient. Schneidet man die Kabel beispielsweise komplett durch, können diese durch aneinanderhalten wieder leitfähig zusammengesteckt werden. Hinzu kommt eine große Dehnbarkeit. Michael Dickey, Chemietechniker an der NC State sagt: “Sie haben großes Potenzial für die Anwendung bei Technologien, die in sehr belastender Umgebung zum Einsatz kommen könnten”.

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Selbstheilendes Kabel
© NC State

“Wir sind davon auch begeistert, weil es uns ermöglicht, komplexere Schaltkreise zu schaffen und bestehende Schaltungen nur mit einer Schere neu zu verdrahten”, erklärt Dickey. Denn es sei möglich die Kabel durchzuschneiden und gegebenenfalls in einer anderen Konfiguration wieder zusammenzustecken. Zudem geht sein Team davon aus, dass die selbstheilenden Kabel sogar den Aufbau von komplexen, dreidimensionalen Strukturen ermöglichen. Das Kabel müsste nur so in Einzelteile geschnitten werden, dass beim Zusammenstecken in verschiedenen Winkeln die sogenannten mikrofluidischen Kanäle wieder korrekt und somit leitfähig zusammentreffen.

So funktioniert’s:
Das Polymer ist im Handel erhältlich und bildet quasi die Isolierschicht des Kabels. In das Innere des Polymers haben die Forscher im Vorfeld mit festen Drähten winzige Tunnel (mikrofluidische Kanäle) eingearbeitet. Diese wurden dann mit einer flüssigen Indium-Gallium-Legierung gefüllt, die als guter Stromleiter dient. Mit dieser Zusammensetzung ist das Kabel sehr elastisch und kann dadurch auch in flexibler und dehnbarer Elektronik eingesetzt werden. Wenn man das selbstheilende Kabel auseinanderschneidet oder auf andere Art und Weise durchtrennt, oxidiert das Flüssigmetall und bildet dadurch eine Schicht, die ein Auslaufen der Legierung verhindert. Wenn die beiden Enden wieder in Kontakt kommen, verbindet sich das Flüssigmetall wieder, während sich in der Polymerummantelung molekulare Verbindungen neu formieren. Nach einigen Minuten sind die Kabelstücke miteinander verwachsen. Und so kann man ein komplett durchtrenntes Kabel nach kürzester Zeit wieder leitfähig machen.