Sensoren: Künstliche Haut besteht aus Papier

Papier, Schwamm, Alufolie: Leistungsfähige Elektronik muss nicht aus teuren Materialien bestehen. Das zeigen Sensoren, die Forscher aus Saudi-Arabien entwickelt haben.

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Künstliche Haut aus Papier: Bleistiftstrich misst pH-Wert
Künstliche Haut aus Papier: Bleistiftstrich misst pH-Wert (Bild: KAUST)

Eine einfache und günstige Variante einer künstlichen Haut haben Forscher der König-Abdullah-Universität für Wissenschaft und Technik in Saudi-Arabien entwickelt: Sie erkennt beispielsweise Druck, Temperatur oder Feuchtigkeit. Anwendungen dafür soll es viele geben.

Die Forscher um Joanna Nassar haben nur handelsübliche Materialien für künstliche Haut verwendet: Papier, Haftetiketten, Schwamm, Aluminiumfolie. Der Drucksensor etwa besteht aus einem Stück Serviette zwischen zwei Metallkontakten aus Alufolie. Das Aluminium dient zudem als Näherungssensor, der ein elektromagnetisches Feld in einer Entfernung von 13 Zentimetern erkennt.

Ein Bleistiftstrich misst den pH-Wert

Der Sensor, der den pH-Wert misst, besteht aus einem Bleistiftstrich, also aus einem Streifen Graphit. Das Graphit reagiert mit sauren oder basischen Stoffen, wodurch sich der elektrische Widerstand des Graphits ändert.

Entsprechend günstig ist die künstliche Haut: Die Materialkosten für ein knapp 7 Zentimeter breites Stück liegen bei etwa 1,5 Euro. Die Bedeutung der künstlichen Haut liege aber nicht nur darin, dass sie günstig sei, sondern auch in ihrer Einfachheit, sagt Mohammed Mustafa Hussain dem US-Wissenschaftsmagazin IEEE Spectrum. "Meine Vision ist es, dass Elektronik einfach zu verstehen und zu bauen ist, so dass normale Menschen an Innovationen teilhaben können."

Die Papierhaut kann Temperatur sehr gut messen

Von der Leistungsfähigkeit her soll sich die künstliche Haut aus Papier nicht von Systemen unterscheiden, die aus viel teureren Materialien bestehen. In einigen Belangen sei sie sogar besser, sagte Projektleiterin Nassar. So sei sie viel temperaturempfindlicher als eine künstliche Haut, die aus Nanoröhrchen aus Kohlenstoff bestehe.

Anwendungen für das System gibt es nach Angaben der Forscher viele: So könnten auf dieser Basis günstige Sensoren entwickelt werden, die Vitaldaten erfassen oder die Qualität von Lebensmitteln oder der Atemluft messen. Auch ein Einsatz im medizinischen Bereich ist möglich. Schließlich könnte sie als künstliche Haut für Roboter eingesetzt werden.

Die Forscher beschreiben ihre Entwicklung in der Fachzeitschrift Advanced Materials Technologies.

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