Für eine Technologie der Sinne: Vom eingebetteten Sensor zu sensorischen Materialien

Fünf Sinne helfen dem Menschen in der Welt zurechtzukommen. Der 6. Sinn wird bisweilen so definiert, dass der Mensch im Unterbewusstsein Gefahren rechtzeitig wahrnimmt und vermeidet. Technischen Bauteilen fehlen diese sinnlichen Fähigkeiten. Sensorische Materialien werden das ändern. Davon sind Bremer Materialforscher überzeugt.

Sie sind bei dem Weg von Sensor bestückten Bauteilen hin zu sensorischen Materialien ganz vorne mit dabei. Die im Sensorial Materials Scientific Centre (ISIS) der Universität Bremen zusammengeschlossenen Wissenschaftler verfolgen eine Vision: Sie wollen sensorische Materialien entwickeln, die sich an den menschlichen Sinnen orientieren. Die wissenschaftlichen Arbeiten aus Bremen für eine Technologie der Sinne finden internationale Beachtung, wie jüngst eine Veröffentlichung in einer international führenden Publikation im Bereich der Sensorentwicklung belegt.

Im November ist in der Fachzeitschrift „Sensors and Actuators A: Physical“ ein Sonderheft unter Federführung Bremer Materialwissenschaftler und Mikrosystemtechniker erschienen. Zahlreiche Beiträge basieren auf den Ergebnissen des Symposiums „From Embedded Sensors to Sensorial Materials“, das das ISIS im Rahmen des E-MRS Spring Meetings 2010 in Straßburg organisiert hatte.

Gastherausgeber der Publikation sind Professor Walter Lang (Institut für Mikrosensoren, –aktoren und –systemen – IMSAS) und Dr.-Ing. Dirk Lehmhus (ISIS). In einem einleitenden Grundsatzartikel skizziert Professor Lang gemeinsam mit diversen Koautoren Herausforderungen, die sich für die Sensortechnologie bei der Realisierung sensorischer Materialien ergeben. Ein zentrales Thema ist dabei die „Verträglichkeit“ (Kompatibilität) der zu integrierenden Komponenten mit dem aufnehmenden Werksstoff. Die Integration von Sensoren oder zum Beispiel Auswerteelektronik in ein Material, das zum Beispiel mechanische Lasten zu tragen hat, kann einer „Wunde“ im Werkstoff gleichkommen, die vorzeitiges Versagen begünstigt. Deshalb sollen Bauelemente entwickelt werden, die in ihren Abmessungen allein durch die Funktion bestimmt sind. Überflüssiger Ballast entfällt.

Bei einem anderen Aspekt geht es darum, dass neue Werkstoffe häufig als Halbzeuge, also noch nicht fertig produzierte Materialien, hergestellt, bearbeitet oder umgeformt werden, bevor sie ihren Platz in einem technischen Produkt finden. Integrierte Sensorik muss diesen Belastungen ohne Funktionsverlust widerstehen. Deshalb gehört zu den Bremer Forschungszielen neben der Miniaturisierung auch die Flexibilisierung im Sinne von Bieg- und Streckbarkeit der sensorischen Komponente.

Andere Autoren beschäftigen sich im Sonderheft von „Sensors and Actuators A: Physical“ mit grundlegenden Fragen chemischer, biologischer und physikalischer Sensoren. Aus Bremer Sicht hervorzuheben ist ein Beitrag von Andre Bödecker, der die Herstellung eines am IMSAS entwickelten Verschleißsensors erläutert.

Weitere Informationen

Universität Bremen
ISIS Sensorial Materials Scientific Centre
Dr.-Ing. Dirk Lehmhus
Tel: 0421 5665-408
E-Mail:dirk.lehmhus@uni-bremen.de