Volgens het team van de Nationale Universiteit van Singapore (NUS) zou de flexibele, duurzame en goed zichtbare SHINE-vezel kunnen worden toegepast op gebieden als robotica, mode en draagbare technologie.
De SHINE-vezel (Scalable Hydrogel-clad Ionotronic Nickel-core Electroluminescent fibre) is ontwikkeld door een interdisciplinair team onder leiding van universitair hoofddocent Benjamin Tee.
“De meeste digitale informatie wordt tegenwoordig grotendeels verzonden via lichtgevende apparaten”, zegt Assoc Prof Tee. “We zijn erg geïnteresseerd in het ontwikkelen van duurzame materialen die licht kunnen uitstralen en het onderzoeken van nieuwe vormfactoren, zoals vezels, die toepassingsscenario’s zouden kunnen uitbreiden, bijvoorbeeld slim textiel. Eén manier om duurzame, lichtgevende apparaten te ontwikkelen, is door ze zelfgenezend te maken, net als biologische weefsels zoals de huid.”
Het onderzoek van het team, uitgevoerd in samenwerking met het Institute for Health Innovation & Technology (iHealthtech) bij NUS, wordt gedetailleerd beschreven in Natuurcommunicatie.
De SHINE-vezels zijn gemaakt met behulp van een nikkelkern als magnetisch responsieve elektrode, een lichtgevende zinksulfidelaag en een transparante hydrogelbekleding die ook dienst doet als transparante elektrode. Het resultaat is een vezel die functioneel en zeer duurzaam is en zijn eigenschappen behoudt nadat hij bijna een jaar in de open lucht is bewaard.
Wanneer de vezel beschadigd is, kan deze zichzelf herstellen door middel van een zacht verwarmingsproces, gevolgd door het opnieuw absorberen van vocht uit de lucht onder omgevingsomstandigheden, waardoor bijna al zijn oorspronkelijke helderheid wordt hersteld. Volgens het team maakt deze herbruikbaarheid de vezels duurzamer dan traditionele lichtgevende vezels.
Met een helderheid van 1068 cd/m² zouden deze vezels ‚aanzienlijke voordelen‘ bieden ten opzichte van bestaande alternatieven. De SHINE-vezels kunnen tot slim textiel worden geweven, waardoor draagbare technologie en interactieve displays ontstaan.
SHINE beschikt ook over magnetische activering, mogelijk gemaakt door de nikkelkern, een eigenschap waarmee de vezel kan worden gemanipuleerd met externe magnetische velden. Er wordt beweerd dat de magnetische eigenschappen van de vezel ook nieuwe toepassingen voor mens-robot-interactie mogelijk maken.
„Dit is een interessante eigenschap omdat het toepassingen mogelijk maakt zoals lichtgevende zachte robotvezels die in staat zijn om in krappe ruimtes te manoeuvreren, ingewikkelde bewegingen uit te voeren en in realtime optisch te signaleren“, zegt dr. Fu Xuemei, de eerste auteur van het onderzoeksartikel.
Het onderzoeksteam werkt nu aan het verfijnen van de precisie van de magnetische aandrijving van de vezel om handiger robottoepassingen te ondersteunen. Ze onderzoeken ook de mogelijkheid om detectiemogelijkheden – zoals het vermogen om temperatuur en vochtigheid te detecteren – te verweven in lichtgevend textiel dat volledig is gemaakt van SHINE-vezels.
