Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Handschuh bekennt Farbe

02.05.2013
Sicherheit hat in Labors und der Produktion höchste Priorität. Künftig müssen gefährdete Mitarbeiter nur einen Handschuh anziehen, um vor toxischen Stoffen gewarnt zu sein: Das intelligente Textil erkennt giftige Substanzen und zeigt dies auch gleich an.

Mitarbeiter in der chemischen Produktion, der Halbleiterindustrie oder in Labors sind häufig schädlichen Stoffen ausgesetzt. Das Problem: Viele der aggressiven Substanzen sind von den menschlichen Sinnen nicht wahrnehmbar, dies macht den Umgang mit ihnen so gefährlich.


Der Sensorhandschuh färbt sich in Gegenwart eines Gefahrstoffs blau. (© Fraunhofer EMFT)

Von empfindlicher Messtechnik bis hin zu Wärmebildkameras gibt es daher eine breite Auswahl an Lösungen, mit denen Arbeitgeber ihre Angestellten vor Gefahrstoffen schützen. Künftig wird dieses Spektrum um eine pfiffige Lösung erweitert, die einfach zu handhaben ist und ohne Stromzufuhr auskommt: Forscher der Fraunhofer-Einrichtung für Modulare Festkörper-Technologien EMFT in Regensburg haben einen Handschuh entwickelt, der erkennt, ob sich toxische Stoffe in der Umgebungsluft befinden.

Der Schutzhandschuh wird mit den geeigneten Sensormaterialien ausgerüstet und zeigt das Vorhandensein von Gefahrstoffen durch eine Farbänderung an. Dabei passen die Wissenschaftler die Materialien auf die entsprechenden Analyten, und damit an die Anwendung, an. Der Farbwechsel, zum Beispiel von farblos (ohne Gefahrstoff) zu blau (mit Gefahrstoff) warnt den Mitarbeiter umgehend. »Durch Synthese der passenden Sensorfarbstoffe können wir Gase wie zum Beispiel Kohlenmonoxid oder Schwefelwasserstoff nachweisen.
Die Schutzkleidung ist aber nur ein möglicher Anwendungsbereich. Sensormaterialien könnten auch zur schnellen Prüfung von Gasleitungen auf Lecks eingesetzt werden«, erläutert Dr. Sabine Trupp, Leiterin der Fraunhofer EMFT Gruppe Sensormaterialien. Die Forscherin und ihr Team präsentieren das Kleidungsstück für den Arbeitsschutz vom 14. bis 16. Mai auf der Messe Sensor + Test in Nürnberg am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand (Halle 12, Stand 537).

Maßgeschneiderte Indikatorfarbstoffe

Ausgelöst wird der Warnhinweis durch einen in den Handschuh integrierten Indikatorfarbstoff, der auf das Vorliegen von Analyten – in diesem Fall sind das die Gefahrstoffe – mit einem Farbwechsel reagiert. Um Textilien mit sensorisch aktiven Farbstoffen auszurüsten, nutzen die Experten von der EMFT verschiedene Techniken: Die Sensorfarbstoffe werden mit den üblichen Färbe- und Druckverfahren auf der Kleidung aufgebracht, beispielsweise durch das Fixieren im Tauchbad. Zuvor passen die Forscher die Farbmoleküle durch gezielte chemische Modifikation an die jeweiligen Fasereigenschaften des Textils an. Alternativ lassen sich die Textilien aber auch mit Sensorpartikeln beschichten, die mit Sensorfarbstoffen ausgestattet wurden. Hierfür integrieren die Wissenschaftler die Farbstoffmoleküle entweder in kommerzielle Pigmente oder sie bauen diese vollständig synthetisch auf. Die Verarbeitung der Pigmente erfolgt dann nach den üblichen Textilveredelungsverfahren; beispielsweise eignen sich die Sensorpartikel auch für den Siebdruck. »Für welche Variante wir uns entscheiden, richtet sich nach den Anforderungen der geplanten Anwendung«, sagt Trupp.

Die Herausforderung liegt vor allem in der maßgeschneiderten Entwicklung der Sensorfarbstoffe. »Das Farbstoffmolekül muss gezielt einen speziellen Analyten erkennen, nur dann erfolgt eine chemische Reaktion. Außerdem muss der Farbstoff sicher haften, er darf nicht ausgewaschen werden. Auch bei der Farbwahl richten wir uns nach den Wünschen des Kunden. All diese Aspekte gilt es beim Aufbau der Moleküle und der Pigmenteigenschaften zu beachten«, erläutert Trupp.

Die Expertin hat bereits neue Ideen, wie sich die Lösung weiterentwickeln ließe. Beispielsweise könnte ein in Textilien integriertes miniaturisiertes Sensormodul Gefahrstoffe registrieren, die Messwerte speichern und auch an eine zentrale Einheit übertragen. So ließe sich über einen längeren Zeitraum hinweg dokumentieren, wie häufig eine Person in einem gefährdeten Umfeld giftigen Konzentrationen ausgesetzt war.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten sieht die Forscherin in der Lebensmittelbranche: In Folien oder Flaschenverschlüsse integrierte Farbindikatorsysteme sollen künftig den Qualitätszustand von verpackten Lebensmitteln sichtbar machen. Denn das Mindesthaltbarkeitsdatum stellt keine Garantie dar. Durch Fehler beim Abpacken, bei der Lagerung oder durch Unterbrechungen in der Kühlkette verdirbt Ware oft vorzeitig, vom Verbraucher unbemerkt. Besonders öl- und fetthaltige Produkte, aber auch Fleisch, Fisch und Fertigspeisen sind hiervon betroffen.

Dr. rer. nat.SabineTrupp | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2013/Mai/handschuh-bekennt-farbe.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Innovative Produkte:

nachricht Trotz Lähmung selbstbestimmt gehen
21.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Wissenschaftler entwickeln Rollstuhl, der Treppen steigen kann
30.11.2016 | Technische Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Innovative Produkte >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise