Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Smarte, multifunktionale Textilien für Gesundheit und Arbeitsschutz

23.02.2016

Technische und funktionelle Textilien müssen hohen Anforderungen entsprechen, um beispielsweise für medizinische Zwecke oder zum Arbeitsschutz eingesetzt werden zu können. Am 1. März zeigt das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC auf dem Kongress »Textil Innovativ – Sport und Gesundheit«, Stadthalle Fürth seine textilintegrierten Sensoren und Aktoren aus Elastomer sowie seine multifunktionelle Textilbeschichtung InnoSolTEX®.

Textilintegrierte Sensoren und Aktoren


Technischer Einsatz: Hydrophobe Textilbeschichtung

Quelle: K. Dobberke für Fraunhofer ISC


Nervenstimulation und Muskeltraining: Textilintegrierte Reizstrompads

Quelle: K. Selsam-Geißler für Fraunhofer ISC

Das Center Smart Materials CeSMa – Teil des Fraunhofer ISC – entwickelt intelligente und adaptive Materialien, die sensorische oder aktorische Funktionen erfüllen. Der Einsatz dieser »smarten« Materialien eröffnet neue Anwendungen und innovative Designs, insbesondere für den Einsatz in Textilien.

Das bevorzugte Ausgangsmaterial ist Silicon, da sich dessen Härte durch chemische Vernetzung sehr gut variieren lässt und somit eine hervorragende Anpassung an spezielle funktionelle Anforderungen ermöglicht. Um sensorische oder aktorische Fähigkeiten zu erhalten, wird in Teilkomponenten Ruß als leitfähiger Bestandteil eingebracht. Das Material wird dann zu Elastomerfolien oder -pads verarbeitet.

Durch Kleben oder Nähen können die Folien und Pads in Textilien und Gewebe integriert werden. Sie sind preiswert herzustellen und halten durch ihre hohe Elastizität und Flexibilität Dehnungen von bis zu 100 Prozent stand.

Druckmessstrumpf für Diabetiker

Sogenannte dielektrische Elastomersensoren (DES) bestehen aus sehr elastischen Folien mit hochflexiblen Elektroden auf beiden Seiten. Durch Dehnung der Folien entsteht eine elektrische Kapazitätsänderung, die gemessen werden kann und sich zur Ermittlung von Verformungen oder Druckeinwirkung eignet. Denkbar ist der Einsatz der Elastomersensoren beispielsweise in der gesundheitlichen Prophylaxe.

Insbesondere Diabetespatienten spüren durch ein herabgesetztes Schmerzempfinden oftmals nicht, ob sie durch zu enges oder unpassendes Schuhwerk Druckstellen am Fuß haben. So können unbemerkt Druckgeschwüre oder sogar offene Wunden entstehen. Ein neuartiger Druckmessstrumpf – entwickelt von CeSMa und Partnern – soll dies verhindern, indem ein integriertes Sensorsystem den Träger vor Druckstellen warnt.

Der als Prototyp bereitgestellte Strumpf erfasst den Druck dreidimensional mit 40 Sensoren an Sohle, Ferse, Spann und Knöchel. Die Messsignale werden über leitfähige und dehnbare Fäden an eine Elektronik mit ASIC-Chip geschickt. Sie wertet die Daten aus und sendet diese per Funk an ein Smartphone oder Tablet, das dem Patienten anzeigt, ob er seine Fußhaltung oder Belastung ändern soll.

Eine weitere Anwendung der Sensoren ist die optimale Anpassung von Schuhen und Einlagen. Im Sport- und Fitnessbereich können sie hingegen zur Kontrolle der richtigen Körperhaltung oder zur Unterstützung in Spiel- und Sportgeräten eingesetzt werden. Großflächig in Matten verarbeitet können sie die Druckverteilung auf Sitzen oder Matratzen messen.

Nervenstimulation und Muskeltraining mit Reizstrompads

Neuartige Reizstrompads können zur Nervenstimulation zum Zweck der Schmerzlinderung oder Regeneration von Nervenschäden eingesetzt werden. Zur Unterstützung des Muskeltrainings eignen sie sich im Gesundheitswesen bei pflegebedürftigen und bettlägerigen Menschen oder im Sportbereich für ein effizientes Training. Der Vorteil der von CeSMa entwickelten siliconbasierten Kontaktpads liegt in ihrer robusten Integration in Textilien, der guten Waschbarkeit und dem angenehmen Tragekomfort.

ORMOCER®-Lacke mit adaptiven Eigenschaften

Moderne Fasern und Textilien müssen zusätzliche Eigenschaften mitbringen, wie z. B. mechanische Beständigkeit, Flammschutz, Antistatik oder Hydrophobie. Nicht alle verlangten Eigenschaften können über die Faserstoffe und die textile Struktur erfüllt werden, daher arbeitet das Fraunhofer ISC an verschiedenen Textilveredlungsmöglichkeiten. Zum Einsatz kommen vom Fraunhofer ISC entwickelte ORMOCER®e. Sie bilden die Grundlage für ein Beschichtungssystem, das ehemals inkompatible Funktionen miteinander vereint. ORMOCER®-Lacke sind wasserbasiert und besitzen ähnliche Trocknungs- und Vernetzungszeiten wie herkömmliche Textilhilfsmittel. Zudem lassen sich ORMOCER®e durch nahezu alle gängigen Auftragsverfahren und auf üblichen Industrieanlagen verarbeiten.

InnoSolTEX® – 6 Funktionen in einer Veredelungsschicht

Wissenschaftler des Fraunhofer ISC haben gemeinsam mit Forschungs- und Industriepartnern im BMBF geförderten Verbundprojekt »NanoSolTex« eine neue Veredlungslösung entwickelt. Das Beschichtungssystem »InnoSolTEX®« ermöglicht es, substratabhängig bis zu sechs Funktionen in nur einem Arbeitsschritt miteinander zu kombinieren. Basis für die neue Veredlungslösung »InnoSolTEX®« sind ORMOCER®e.

Sie erlauben, abhängig vom verwendeten textilen Substrat, dieses in einem Beschichtungsvorgang mit hydrophoben, flammhemmenden, waschbeständigen, antistatischen, abriebbeständigen sowie antimikrobiellen Eigenschaften auszurüsten. Konzipiert als modulares System können individuell zugeschnittene Funktions- und Eigenschaftsprofile konfiguriert werden. »InnoSolTEX®« ist mit Wasser verdünnbar und kann bei einer Temperatur von 6 ºC einige Wochen gelagert werden.

Die neue Beschichtung kann sowohl auf Bahnware wie Gewebe oder Vliesstoff als auch auf Garnen appliziert werden. Tests bei der Fadenbeschichtung haben gezeigt, dass sich die beschichteten Garne hervorragend zu Flächengebilden verarbeiten lassen. Sie kleben und reißen nicht und lassen sich auch gut bei höheren Maschinengeschwindigkeiten von der Spule abziehen.

Weitere Informationen:

http://www.isc.fraunhofer.de
http://www.cesma.de
http://www.ormocere.de

Marie-Luise Righi | Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum
07.12.2016 | Technische Universität Graz

nachricht Bioabbaubare Polymer-Beschichtung für Implantate
06.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten

08.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Intelligente Filter für innovative Leichtbaukonstruktionen

08.12.2016 | Messenachrichten

Seminar: Ströme und Spannungen bedarfsgerecht schalten!

08.12.2016 | Seminare Workshops