Ob seine Hemden bügelfrei sind, verrät Zhong Lin Wang nicht. Stromfrei seien sie aber in jedem Fall, versichert der Materialwissenschaftler aus Atlanta. Noch – denn in ein paar Jahren könnten buchstäblich elektrisierende Kleidungsstücke zu seinem Markenzeichen werden: Hemden oder T-Shirts, die beim Spazierengehen genug Strom erzeugen, um etwa ein Handy, einen MP3-Player oder ein Notebook aufzuladen. Die Fasern dafür haben Wang und seine Kollegen Yong Qin und Xudong Wang am Georgia Institute of Technology entwickelt.
Die Strom produzierenden Fasern sind dünner als Haare und sehen wie winzige Flaschenbürsten aus. Ihr Kern besteht aus einem besonders biegsamen und stabilen Kunststoff. Darauf sitzen Borsten aus langen, nur wenige Nanometer dünnen Zinkoxid-Kristallen. „Diese Kristalle haben piezoelektrische Eigenschaften und können mechanische in elektrische Energie umwandeln”, erklärt Wang. „Wenn ein Kristall gebogen wird, verschieben sich die Ladungen darin und es entsteht eine elektrische Spannung.” Allerdings ist die Spannung in den einzelnen Kristallen sehr klein. Die Forscher haben daher ein paar Mini-Flaschenbürsten mit einer hauchdünnen Goldschicht überzogen und dann je eine rohe und eine vergoldete Bürste zu einer Art Garn verdrillt. „Bewegt man das Garn, reiben viele vergoldete und Zinkoxid-Kristalle aneinander”, sagt Wang. Sie verbiegen sich dabei wie die Borsten einer Zahnbürste beim Zähneputzen. An den gekrümmten Seiten sammeln sich wegen des Piezoeffekts Elektronen, die über die Gold-Kontakte in den vergoldeten Strang fließen. Zwischen beiden Strängen baut sich eine elektrische Spannung auf.
DER STOFF LÄDT DAS HANDY AUF
Ein erster, gut drei Zentimeter langer Prototyp des Garns bringt zwar noch kein Handy zum Klingeln. Doch würde man einen Stoff daraus weben, verspricht Wang, könne jeder Quadratmeter dieses Materials rund 80 Milliwatt Leistung liefern – genug, um damit ein Mobiltelefon aufzuladen. Von dem Strom-Stoff sollen Abenteuerlustige, Naturforscher und Soldaten profitieren, wenn sie fernab der Zivilisation unterwegs sind. Doch selbst Bewegungsmuffel haben etwas von dem textilen Ökostrom, denn das Zinkoxid-Garn lässt sich auch zu Gardinenstoff weben. Dann sorgt der Wind, der durchs Fenster weht, für Bewegung. Die Wang’- schen Fasern könnten sogar im Körper zum Einsatz kommen – und etwa Biosensoren mit Strom versorgen, die bei Diabetikern den Insulingehalt des Blutes in den Adern überwachen. Dafür würde der Pulsschlag des Herzens die erforderliche Bewegungsenergie liefern. Um noch mehr Strom und Spannung aus den Zinkoxid-Borsten zu kitzeln, verfeinern die Forscher nun die Rezeptur zur Herstellung der Fasern. In fünf Jahren, schätzt Wang, könnten die ersten Strom produzierenden Kleidungsstücke in die Läden kommen. ■
von Andrea Hoferichter
