Forschern des Labors für Photonische Materialien und Faseroptische Bauelemente (FIMAP) an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) ist die Entwicklung einer elektronischen Sensorfaser auf Basis einer Flüssigmetallmischung gelungen. Diese Faser funktioniert selbst bei einer Dehnung auf mehr als das Zehnfache ihrer ursprünglichen Länge einwandfrei und stellt damit einen technologischen Durchbruch für intelligente Textilien, Rehabilitationsgeräte und Softrobotik dar. Das Forschungsteam kombinierte eine Indium-Gallium-Legierung (ein ungiftiges Flüssigmetall) mittels Heißziehverfahren mit einem Elastomer. So entstand ein Fasersensor mit präzise steuerbaren leitfähigen Bereichen, der den bisherigen Zielkonflikt zwischen Flexibilität und Funktionalität elektronischer Materialien überwindet.

Laborleiter Fabien Sorin erklärte, dass sich herkömmliche elektronische Bauelemente aufgrund ihrer Steifigkeit oder Zerbrechlichkeit nur schwer in Textilien integrieren lassen. Das innovative Verfahren des Teams, bei dem ein vorgeformter Körper erhitzt und gedehnt wird, ermöglicht die Einstellung des Faserdurchmessers auf den Millimeterbereich bei gleichzeitiger Erhaltung der dreidimensionalen leitfähigen Struktur. Doktorandin Stella Raphael erklärte, dass die winzigen Tröpfchen, die durch die Mischung aus flüssigem Metall und Elastomer entstehen, beim Dehnen durch Scherkräfte aktiviert werden. Dadurch lässt sich die Leitfähigkeit der Faser präzise steuern. Experimentelle Daten zeigen, dass diese Faser auch unter extremen Dehnungsbedingungen eine hohe Empfindlichkeit beibehält und andere Technologien, die ein Gleichgewicht zwischen elektrischen Eigenschaften und Flexibilität erfordern, deutlich übertrifft.

Zur Anwendungsvalidierung integrierten die Forscher die elektronische Faser in eine Knieorthese und überwachten erfolgreich Gelenkbeugungswinkel und Gangbild beim Gehen, Laufen und Springen. Sorin betonte, dass diese Technologie gut skalierbar sei und zukünftig in Serie produziert werden könne, um Fasern in mehrere Kilometer lange Textilien zu integrieren. Diese könnten in tragbaren Geräten, weichen Prothesen oder Sensoren für Robotergliedmaßen eingesetzt werden. Die entsprechenden Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift *Nature Electronics* veröffentlicht.

Weitere Informationen: Stella Laperrousaz et al., „Preparation of electronic fibers by thermal stretching of liquid metal-embedded elastomers“, *Nature Electronics* (2025). Zeitschrifteninformationen: *Nature Electronics*