Fasern finden sich längst nicht mehr nur in Kleidern, sondern beispielsweise auch in modernen Kommunikationsnetzen. Allerdings fristen sie dort ein recht passives Dasein. Yoel Fink vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge und seine Kollegen ändern das nun: Die von ihnen entwickelten Fasern interagieren aktiv mit der Umwelt.

Anders als bei gewöhnlichen Fasern, die meist nur aus einem einzigen Werkstoff bestehen, ordneten die Wissenschaftler verschiedene Materialien in einer komplexen Geometrie an. Dafür erhitzten sie die Stoffe und zogen sie in die gewünschte Form. Das Herzstück ihrer funktionalen Fasern ist ein spezieller Kunststoff, der auch in Mikrofonen verwendet wird. Er besitzt piezoelektrische Eigenschaften, das heißt, er ändert seine Form, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird.

Wegen der enormen Hitze während der Faserproduktion eigneten sich allerdings keine Metallelektroden, um das erforderliche elektrische Feld zu erzeugen. Deshalb griffen die Forscher auf einen graphithaltigen und damit leitfähigen Kunststoff zurück. Mit derart gefertigten Fasern ließen sich sowohl akustische Signale empfangen als auch aussenden, so die Autoren. "Lässt man sie bei hörbaren Frequenzen schwingen und hält sein Ohr nahe genug daran, kann man sogar etwas hören", berichtet ein Teammitglied. Tatsächlich decken die Fasern einen Frequenzbereich vom Kilo- bis Megahertzbereich ab.

Einsatz finden könnten die piezoelektrischen Fasern etwa in Kleidern, die auf diese Weise zu einem Mikrofon werden. Andererseits seien auf ihrer Basis auch Katheter denkbar, die Druck und Blutfluss in sehr kleinen Blutgefäßen selbstständig messen. In Form von metergroßen Netzen ließen sich die Fasern auch als empfindlicher Sensor nutzen, um Druck- und Geschwindigkeitsfelder von Strömungen in Ozeanen zu erfassen. (mp)