Bewährtes Polymer mit raffinierten Eigenschaften

Grundlage für dieses neue Material bilden «Amphiphilic Polymer Co-Networks», auf Deutsch «amphiphilische Polymer-Konetzwerke» oder kurz APCN, ein in der Forschung seit langem bekanntes Polymer, das auf dem Markt bereits in Form von Silikon-Hydrogel-Kontaktlinsen erhältlich ist. Die besonderen Eigenschaften des Polymers – Durchlässigkeit für Luft- und Wasserdampf sowie Flexibilität und Stabilität – sind auch im menschlichen Auge von Vorteil und ergeben sich aus den besonderen chemischen Eigenschaften. «Wichtig für die Wahl genau dieses Polymers ist die Tatsache, dass wir hier zwei nicht-mischbare Leuchtstoffe im Nanometermassstab einbauen und diese interagieren können. Es gäbe auch andere Polymere, in die diese Leuchtstoffe integriert werden könnten, aber dabei würden sie miteinander verklumpen, und die Produktion von Energie wäre somit nicht mehr möglich», erklärt Boesel.

In Zusammenarbeit mit Kollegen aus den Empa-Abteilungen «Thin Films and Photovoltaics» und «Advanced Fibers» hat Boesels Team zwei unterschiedliche Leuchtstoffe dem Gelgewebe beigemischt und es dadurch zu einem flexiblen Solarkonzentrator gemacht. Genau wie auf grossflächigen Modulen fangen die Leuchtstoffe hier ein deutlich breiteres Spektrum an Lichtstrahlen ein, als es mit konventioneller Photovoltaik möglich ist. Die neuartigen Solarkonzentrator können auf Textilfasern aufgebracht werden, ohne dass das Textil brüchig und anfällig für Risse wird oder sich Wasserdampf in Form von Schweiss im Innern anstaut. Am Körper getragene Solarkonzentratoren bieten einen immensen Nutzen für den immer grösser werdenden Bedarf an Energie, insbesondere für tragbare Geräte.