Intelligentes Papier kann Lecks in Rohrleitungen aufspüren
Ein Leck in einem Rohrleitungssystem zu lokalisieren, kann lange dauern und dadurch teuer werden. Intelligentes Papier soll hier Abhilfe schaffen, indem es die Anwesenheit von Wasser erkennt.
Quelle: Mark Stone/University of Washington
Antony Dichiara, Professor an der University of Washington, hält ein intelligentes Stück Papier in seinen Händen. Bisher hat es erst die Grösse einer 8-Zoll-CD, aber bald soll es auch grösser hergestellt werden.
Quelle: Mark Stone/University of Washington
Das intelligente Papier kann um einzelne Rohre oder unter ein komplexes System gelegt werden.
Das intelligente Papier wurde von Forschern der University of Washington entwickelt. Als Basis dient dabei das Standardverfahren zur Herstellung von Papier. Allerdings wurden diesem Nanomaterialien – Kohlenstoff aus Holzkohle – beigemischt. Wie es in einer Mitteilung der Universität heisst, führt diese Einbettung dazu, dass das Papier leitfähig wird. Kommt es allerdings mit Wasser in Berührung – kleinste Mengen reichen dabei schon aus –, quellen die faserigen Zellen auf das Dreifache ihrer ursprünglichen Grösse auf. Dies wiederum verdrängt die leitfähigen Nanomaterialien, wodurch elektrische Verbindungen unterbrochen werden.
In der Praxis stellen sich die Forscher den Prozess so vor: Ein Blatt aus dem neuen Papier soll mit einer Batterie um ein Rohr oder unter ein komplexes Netzwerk von sich kreuzenden Rohren gelegt werden und ein elektrisches Signal an ein Kontrollzentrum leiten. Ist ein Rohr undicht, quillt das Papier auf und verliert dadurch seine Leitfähigkeit. Im Kontrollzentrum erlischt dann sozusagen das Licht – das Leck ist schnell lokalisiert und kann ebenso schnell repariert werden.
Die Entdeckung ist das Ergebnis eines Unfalls, wie es in der Mitteilung heisst. Die Forscher wollten eigentlich ein Zelluloseprodukt herstellen, das elektrische Leitfähigkeit aufweisen sollte. Das gelang auch: Eine angeschlossene LED-Lampe begann zu leuchten. Aber dann fielen aus Versehen ein paar Wassertröpfchen auf das Papier. Die LED-Lampe erlosch. «Obwohl die Forscher zunächst dachten, sie hätten das Papier ruiniert, erkannten sie, dass sie ein wasserempfindliches Papier hergestellt hatten», heisst es.
Bisher haben die Forscher erst einen Prototyp in Form einer 8-Zoll-CD entwickelt. Nun hoffen sie, dass sie ihre Erfindung bald an einer Papiermaschine industrieller Grösse testen können. (mt/pd)
