Auf dem Weg zur Pulloverkamera

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.

Artikel veröffentlicht am 8. Juli 2009, 16:34 Uhr, Werner Pluta

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.