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Wearables: US-Forscher entwickeln Akkus für tragbare Elektronik

Energie für Elektronik, die auf der Haut getragen wird: US-Forscher haben ein System zur Stromversorgung und -speicherung entwickelt, das auf die Haut aufgebracht wird.

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Sensor auf der Haut (Symbolbild): Solarzellen und Lithium-Ionen-Akku
Sensor auf der Haut (Symbolbild): Solarzellen und Lithium-Ionen-Akku (Bild: John Rogers/University of Illinois)

Leichte und biegsame Elektronik, die auf der Haut getragen wird: John Rogers beschäftigt sich seit längerem mit solchen Systemen. Bisher hat aber noch etwas gefehlt: die Stromversorgung. Jetzt hat das Team von der Universität von Illinois in Urbana-Champaign einen Akku dafür entwickelt.

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Die elektronischen Tätowierungen können beispielsweise als Sensor eingesetzt werden. Als Trägermaterial dient ein elastischer Kunststoff. Darauf befinden sich die hauchdünnen elektronischen Bauteile, die mit feinen Drähten verbunden sind. Damit sie nicht brechen, wenn sie gebogen werden, sind sie gewellt.

Vorhandene Stromversorgung ist nicht geeignet

Ein solches System braucht eine ähnlich leichte und elastische Stromversorgung. Bisher verfügbare Systeme seien aber für eine dünne, leichte und elastische Elektronik, die auf der Haut getragen wird, nicht geeignet, schreiben die Forscher in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.

Das Team um Rogers hat jetzt einen Sensor für die Temperaturmessung auf der Haut und einen NFC-basierten Funksystem für die Datenübertragung entwickelt, der mit einer eigenen Energieversorgung ausgestattet ist. Die besteht aus Solarzellen und einem Akku, der den Strom aus Sonnenlicht speichert.

Die Solarzellen sitzen auf den Akkuzellen

Als Stromspeicher dienen kleine Lithium-Ionen-Zellen, die nur wenige Millimeter groß sind. Sie sind in ein weiches, hautverträgliches Trägermaterial eingelassen und durch verformbare Drähte verbunden. Die Solarmodule wiederum sitzen auf den Akkuzellen.

Das Trägermaterial lässt sich um gut ein Drittel dehnen, ohne dass die Funktion der Elektronik beeinträchtigt wird. Auch körperliche Beanspruchungen hält sie aus: Rogers schickte Probanden mit dem Sensorsystem beispielsweise auf Fahrradtouren oder in die Badewanne, ohne dass es Probleme gab.

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