Garen geeft licht
Met garen dat tegelijk een led is, zijn lichtgevende stoffen te maken. Zuid-Koreaanse onderzoekers hebben een eenvoudige methode bedacht om zo’n led-draad te fabriceren.
De methode van prof. Kyung Cheol Choi is van de eenvoud zelve: stop een draad achtereenvolgens in baden met plastic anode en de lichtgevende polymeer, breng de doorzichtige kathode aan en voilà, de draad geeft aangesloten op een spanningsbron licht.
Uiteraard is deze voorstelling van zaken veel te eenvoudig, maar in essentie komt het er wel op neer. Choi noemt het dip coating, het aanbrengen van een laag door materiaal in een bad te stoppen. Choi is als hoogleraar elektronica verbonden aan de Korea Advanced Institute of Science and Technology.
De basisdraad die Choi gebruikt is van een polyester en heeft een dikte van 0,3 mm.
De plastic elektrode heeft een meer bijzondere samenstelling. Het is een polymeer die een tweeledige functie heeft: het vormt rond de draad een glad oppervlak, en dient als negatieve elektrode. De door Choi gebruikte stof is van een samengestelde polymeer, en krijgt een dikte van zo’n 100 nm (1nm=10-9 m) door hem zes keer in de vloeistof te dopen.
Het lichtgevende materiaal, superyellow genaamd, is een geleidende polymeer, die fungeert als led: het materiaal zendt licht uit wanneer er een spanning over staat. De dikte van deze laag is cruciaal: is hij minder dan 100 nm dan is het uitgezonden licht niet uniform, is de laag dikker dan 300 nm dan absorbeert die vooral zijn eigen licht. Choi gebruikt voor de emissie laag een dikte van 140 – 150 nm. Die laag kan alleen uniform zijn dankzij de gladde onderlaag.
Tot slot wordt een doorzichtige aluminium geleider met een dikte van 30 nm aangebracht.
De zo gefabriceerde draad is volgens Choi voldoende robuust om te gebruiken als weefgaren: de aangebrachte structuren blijven in tact. Probleem is wel dat de lichtgevende polymeer snel degradeert. Choi noemt een operationele levensduur van enige tientallen uren. Er treden ook lekstromen op. De volgende stap zou moeten zijn extra beschermende lagen aan te brengen.
Choi is niet de enige die bezig is met het ontwikkelen van ‘elektronisch’ garen. Er wordt met allerhande methoden geëxperimenteerd om diverse elektronische functies in kleding te kunnen integreren. Het voordeel van Choi’s methode is dat die geen hoge temperaturen nodig heeft en geschikt is voor allerhande oppervlaktevormen, en ook kan worden toegepast met technieken als 3d-printen.
