Extrem dehnbarer Draht mit flüssigem Metallkern

Raleigh (USA) – Mit einer Füllung aus flüssigen Metallen leitet ein neuer Draht zuverlässig elektrischen Strom. Dank eines dehnbaren Mantels aus Kunststoff kann ein Kabel bis auf seine achtfache Länge gedehnt werden, ohne Schaden zu nehmen. Wie die Entwickler in der Fachzeitschrift „Advanced Functional Materials“ berichten, könnten solche flexiblen Drähte gut als Kopfhörer- oder Ladekabel für Laptops oder Smartphones verwandt werden. Im Unterschied zu dehnbaren Drähten, die auf Kunststoffen mit beigemischten, elektrisch leitfähigen Pulvern beruhen, nimmt die Leitfähigkeit in dem neuen „Flüssigdraht“ bei starker Dehnung nicht ab.

Hände halten den Draht an beiden Enden fest, darunter liegt ein Lineal, das die Länge anzeigt. Auf dem oberen Bild ist der Draht gut zwei Zentimeter lang, auf dem unteren zwanzig Zentimeter. Außerdem ist ein vergrößerter Querschnitt des Drahts gezeigt, auf dem der Metallkern und die Hülle aus Kunststofffasern zu sehen ist.
Draht mit flüssigem Metallkern

„Unsere Drähte sind um ein Vielfaches dehnbarer als die meisten bisher entwickelten flexiblen Kabel“, sagt Michael Dickey von der North Carolina State University. Zusammen mit seinen Kollegen nutzte er für seinem etwa einen Millimeter dicken und einige Zentimeter langen Prototyp einen hochflexiblen Polystyrolkunststoff. Die geschmolzene Polymermasse lenkten die Forscher durch eine feine Spinndüse. So erzeugten sie eine flexible Hohlfaser.

War diese abgekühlt, injizierten sie mit einer Spritze eine bei Raumtemperatur flüssige Metalllegierung aus Gallium und Indium in diesen langgestreckten Hohlraum. Darauf dehnten sie diesen gummiartigen Draht viele Male bis auf seine achtfache Länge. Einbußen in der elektrischen Leitfähigkeit konnten sie dabei nicht feststellen.

Wird dieser Flüssigdraht jedoch überdehnt, kann der Kunststoffmantel reißen und die Metalllegierung fließt aus. Für technische Anwendungen suchen Dickey und Kollegen daher nach noch stabileren Kunststoffen. Vom Prinzip her wären diese Kabel auch für den Anschluss von Kopfhörern oder Ladegeräten an mobile Geräte geeignet. Da die verwendete flüssige Metalllegierung im Vergleich zu Kupferdrähten allerdings sehr teuer ist, bleibt die Entwicklung eines Massenprodukts eher unwahrscheinlich. Doch für Nischenanwendungen – etwa in der Raumfahrt oder für spezielle elektrische Kontakte in Forschungsexperimenten – könnten solche Flüssigdrähte in Zukunft durchaus interessant werden.