Mechatronische Materialien, die unter mechanischer Stimulation ohne externe Stromquelle Licht emittieren, sind eine beliebte Wahl für taktile Schnittstellensensoren der nächsten Generation und können in beißbaren Benutzerschnittstellen, der Bewegungsüberwachung im Gesundheitswesen und weiteren Bereichen eingesetzt werden. Ihr breites Emissionsspektrum kann jedoch die Sensorauflösung beeinträchtigen und Rauschen verursachen, weshalb dringend technologische Durchbrüche erforderlich sind.
Ein Forschungsteam aus Südkorea und Großbritannien unter der Leitung von Professor Choi Hyo-sung vom Fachbereich Chemie der Hanyang-Universität, dem auch der Masterstudent Kim Nam-woo von der Hanyang-Universität angehört, hat durch den Einsatz einer kolorimetrischen Filterstrategie bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung hochauflösender, maschineller Lernsensoren für taktile Systeme erzielt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift *Advanced Materials* veröffentlicht.
In der Studie beschichtete das Team ZnS:Cu mit dem konjugierten Polymer F8BT, um die Emission unterhalb von 490 nm selektiv zu unterdrücken und die Halbwertsbreite (FWHM) von 94 nm auf 55 nm zu reduzieren. Während herkömmliche Farbfilter die Emissionsintensität verringern, kompensiert in diesem System die durch die Multilayer-Schicht induzierte Photolumineszenz von F8BT diesen Verlust. Die Doppelfunktion der Hülle reduziert das spektrale Rauschen im hochintensiven blauen Bereich und verbessert so die Auflösung des passiven Haptik-Controllers.
Forscher haben ein druckbasiertes Farberkennungssystem mit ZnS:Cu@F8BT entwickelt, das blaue und grüne ML-Signale präzise unterscheidet und die hohe spektrale Auflösung von Farbfilterstrategien demonstriert. Diese Technologie erweitert das kommerzielle Potenzial von Anwendungen wie tragbaren Sensoren und kann zur Quantifizierung der Astronautenaktivität sowie von mundgesteuerten Machine-Learning-Controllern eingesetzt werden. Professor Cui Xiaocheng erklärte, dass mit der zunehmenden Alterung der Bevölkerung der Bedarf an umweltfreundlichen, energieautarken Drucksensortechnologien wächst und dieses System voraussichtlich eine Alternative zu drucklichtbasierten Sensortechnologien in der Robotik und Biomedizintechnik darstellen wird. Langfristig kann es die Energiegewinnung aus Sensoren verbessern, die Abhängigkeit von Batterien und die Entstehung von Elektroschrott reduzieren und eignet sich für energiearme Umgebungen wie Katastrophengebiete und die Tiefsee. Es wird erwartet, dass in den nächsten fünf bis zehn Jahren hochauflösende, batterielose Sensornetzwerke in Bereichen wie Displays realisiert werden.
Weitere Informationen: Hong In Jeong et al., „Hochauflösender mechanolumineszenter taktiler Sensor basierend auf konjugierter Polymerhülle mit bifunktionaler Farbfilterung“, Advanced Materials (2025).
