Forskning: Tröja kan bli generator med ledande silkestråd

Din tröja kan bli en termoelektrisk generator med hjälp av en silkestråd belagd med ett ledande plastmaterial. Det visar forskare på Chalmers.

Din tröja skulle kunna driva elektronik, övervaka hälsa och ladda din mobil.

En Chalmersledd forskargrupp presenterar silkestråd belagd med ett ledande plastmaterial. Den ska ha lovande egenskaper för att förvandla textilier till termoelektriska generatorer. Sådana omvandlar temperaturskillnader till elektrisk ström.

Forskarna har belagt en silkestråd med ledande polymerer.

Mariavittoria Craighero

– De är böjbara, sträckbara, väger inte mycket och är lätta att använda eftersom de fungerar i både flytande och fast form, berättar Mariavittoria Craighero, doktorand på institutionen för kemi och kemiteknik på Chalmers, och huvudförfattare till en nyligen publicerad studie.

– De är dessutom giftfria.

Metoden för att skapa tråden har använts i tidigare studier inom samma forskningsprojekt. Tidigare behövde dock tråden även innehålla metall för att bibehålla sin stabilitet i kontakt med luft.

Sedan dess har framsteg gjorts för att den ska kunna tillverkas av enbart organiska (kolbaserade) polymerer. I den aktuella studien har forskarna utvecklat en ny typ av tråd som har bättre elektriskt ledande egenskaper och högre stabilitet.

– Vi hittade pusselbiten som saknades i vår tråd – en typ av polymer som nyligen upptäckts. Den har en enastående stabilitet i kontakt med luft, samtidigt som den har en mycket bra förmåga att leda elektricitet.

– Genom att använda polymerer behöver vi inte några sällsynta jordartsmetaller, som annars är vanliga i elektronik.

För att visa hur den nya tråden kan användas i praktiken tillverkade forskarna två termoelektriska generatorer – en knapp som syddes fast med tråden, och en textilbit med insydda trådar. När de placerade de termoelektriska textilierna mellan en varm och en kall yta kunde de se hur mycket spänningen på mätinstrumentet gick upp.

Effekten berodde på hur stor temperaturskillnaden var och mängden ledande material som textilierna bestod av. Som ett exempel visade den större textilbiten cirka 6 millivolt vid en temperaturskillnad på 30 grader.

I kombination med en spänningsomvandlare skulle det rent teoretiskt kunna fungera för en USB-port som laddar bärbar elektronik.

Forskarna har också kunnat visa att materialets funktioner kan bibehållas i minst ett år. Det tål dessutom maskintvätt.

– Efter sju tvättar hade tråden kvar två tredjedelar av sin elektriskt ledande funktion. Det är ett mycket gott resultat, även om det behöver förbättras betydligt innan det blir kommersiellt intressant.

Det termoelektriska tyget och knappen kan idag inte produceras på ett effektivt sätt utanför labbmiljön. Materialet måste tillverkas och sys in för hand, vilket är tidskrävande. Bara att sy in det i tyget krävde fyra dagars handarbete.

Men forskarna ser att den nya tråden har stor potential och att det är fullt möjligt att utveckla en automatiserad process och skala upp.

Se forskaren sy: