Beeldschermtrui is te vouwen en te rekken

Techniek Chinese onderzoekers hebben textiel ontwikkeld dat ook kan dienen als display van een routeplanner.

Textiel kan als beeldscherm worden gebruikt dankzij geleidende vezels die oplichten waar zij elkaar kruisen. De lichtgevende vezels kunnen worden meegeweven met katoen of andere garens, waardoor de kleding ‘normaal’ aanvoelt. De techniek is geschikt om grote stukken stof lichtgevend te maken, of om kleinere delen van kledingstukken als display te gebruiken om bijvoorbeeld een routeplanner op de mouw van een jas te laten zien. Dat demonstreren onderzoekers van de Fudan universiteit in Shanghai in Nature.

Het weefsel is zacht en blijft stabiel licht geven als het vervormd wordt. Foto Groep Huisheng Peng

De onderzoekers maken gebruik van elektroluminescentie, waarbij materialen licht geven als een elektrische spanning toegepast wordt. In het weefsel van de Chinese onderzoekers worden twee geleidende garens gebruikt. Eén garen is een verzilverde geleidende draad met daaromheen een laagje elektroluminiscerend materiaal, zinksulfide-fosfor, het andere garen is een met (geleidende) ionische vloeistof gevulde transparante kunststof die er in het weefsel haaks op komt te liggen. Als tussen de beide garens een klein beetje elektrische spanning wordt gezet, lichten de kruispunten van deze twee garens op. Het demonstratieweefsel is een ‘beeldscherm’ van 6 meter lang en 25 centimeter breed.

Wit, oranje, blauw

Er is minder dan één milliwatt stroom nodig om het weefsel helder licht te laten geven. Die spanning en stroom voel je als drager niet, en het wordt ook niet warm. Dat is „een cruciale voorwaarde voor kledingtoepassingen”, schrijven de onderzoekers. De kleur van de lichtpunten is helder wit. Maar als een beetje koper aan het zinksulfide wordt toegevoegd zal het display blauw zijn, met een beetje mangaan wordt het oranje. De lichtpunten kunnen afzonderlijk aan- en uitgezet worden, maar kunnen niet van kleur veranderen.

Voor ‘beeldschermtextiel’ wordt meestal gekeken naar heel kleine ledlampjes die in de stof geweven worden of naar buigbaar oled. Oled (organic led) bestaat uit laagjes die zo dun zijn dat het buigbaar is. Maar textiel buigt niet alleen, het rekt ook, dat is voor oled nu nog een stap te ver. Ook het weefproces is te heftig voor oled. Het nieuwe Chinese beeldschermtextiel kan het weefproces wel aan. Het textiel is daarna duizend keer gevouwen en honderd keer gewassen, het tastte de helderheid amper aan, rapporteren de onderzoekers.

Met dezelfde techniek kunnen ook andere functies aan het textiel gegeven worden, zoals het opwekken van zonne-energie en een ‘toetsenbord’ om het beeldscherm te besturen. In het onderzoek wordt een routeplanner op een motorjas gedemonstreerd waarvoor in de jas ook de elektriciteit wordt opgewekt. Een ander experiment liet zien dat opgevangen hersengolven van proefpersonen om te zetten zijn in lichtsignalen die je op het displaytextiel kunt weergeven. Hiermee zou het mogelijk zijn om te onderscheiden of iemand angstig of ontspannen is.

„Het is prachtig onderzoek, dat displaytextiel via een heel andere route aanvliegt dan we gewend zijn”, zegt Jan Mahy, lector duurzaam en functioneel textiel aan Hogeschool Saxion. „Het idee van elektroluminiscentie is ook nog eens heel simpel.” Waar hij wel iets meer over had willen lezen is hoe de aansturing van de lichtpunten verloopt. „Ze zijn individueel aan en uit te zetten, dus de aansturing moet voor elk punt apart te regelen zijn. Het gaat om duizenden punten. Er moet een chip in of dicht bij het textiel zitten maar daar laten ze niks van zien.”

Het zijn heel dure materialen, je koopt hier niet zomaar een trui van

Jan Mahy lector functioneel textiel

Zoals vaker met een proof of concept als dit is commerciële toepassing nog ver weg. „Het zijn heel dure materialen, je koopt hier niet zomaar een trui van”, zegt Mahy. „En het transparante garen kan slecht tegen uv-licht, dat is in zonlicht een probleem.” Dat kan vast worden opgelost, denkt hij, maar dat heeft nog tijd nodig. De samenstelling van het andere garen, met onder meer zilver en fosfor, is bovendien niet zo duurzaam, vindt Mahy.

Een andere vraag is hoe de constante spanning die op het textiel staat werkt in combinatie met andere apparatuur in en om het lichaam. „Ik kan me voorstellen dat het gaat storen met mobiele telefoons, gehoorapparaten of misschien zelfs pacemakers.”

Naar functioneel textiel dat licht kan geven, trilt of op andere manieren kan ‘communiceren’ wordt vrij veel onderzoek gedaan, vertelt Mahy. „Trillend textiel is bijvoorbeeld heel nuttig voor brandweermensen in ruimtes met veel rook.” Net als de Chinese onderzoekers acht Mahy de toepassing voor functioneel textiel van nut voor de gezondheidszorg. „Je kunt denken aan vloerbedekking die reageert als mensen erop vallen.” Maar ‘vertalen’ van lichaamsfuncties naar een display ziet hij niet direct zitten. „Wil je je emoties wel altijd laten zien via je trui? De mogelijkheid tot hacken moet ook niet vergeten worden.”