Spinrag als elektrische geleider

Amerikaanse wetenschappers hebben van spinrag en koolstofnanobuisjes een stevige en flexibele draad gemaakt die elektriciteit geleidt en die volgens hen bruikbaar is voor buigzame medische sensoren.

Spinrag is een materiaal met vele eigenschappen: het is licht, elastisch en taai. De zijde van sommige spinnen zou ook licht geleiden, net zoals glasvezels. Maar de draden geleiden van nature geen elektrische signalen.

Om er elektriciteitsdraden van te maken bedekten wetenschappers van het National High Magnetic Field Lab het spinrag met koolstofnanodeeltjes. Ze maakten het spinrag vochtig en strooiden er de nanopartikels in poedervorm over. De draden werden daarna tussen twee vellen teflon samengedrukt zodat de koolstofnanodeeltjes beter blijven kleven. Na het drogen was het spinrag bedekt met een laag nanobuisjes, wat het drie keer sterker maakte dan de natuurlijke variant.De onderzoekers gebruikten spinrag van de gouden zijdespin, een soort die veel in Florida voorkomt.

De bewerkte draden geleiden de stroom erg goed. Bovendien behoudt de zijde haar eigenschappen: de draden blijven elastisch en geleiden zelfs stroom als ze tot bijna de helft worden uitgerokken. De draden blijven ook biologisch afbreekbaar, wat erg nuttig kan zijn bij medisch gebruik.

De onderzoekers hebben al een hartritmesensor gemaakt om het concept te testen. De sensor bestond uit een kleine batterij die via het spinrag een toestelletje van stroom voorziet. Dit toestelletje meet verschillen in elektrische weerstand, die worden veroorzaakt door de hartslag. Het geheel werd bevestigd op de borst van een proefpersoon en werkte wonderwel.

Voordeel van sensoren met spinrag is dat ze rond onregelmatige vormen, zoals een pols of een vinger kunnen worden gewikkeld, zonder aan sensitiviteit in te boeten.

De resultaten van het onderzoek verschenen deze week in Nature Communications. (eb)