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 Beton - gebaut für die Ewigkeit? Ressourceneinsparung mit Reyclingbeton
19.04.2017 | Hochschule Konstanz

nachricht Gelatine statt Unterarm
19.04.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

VLC 200 GT von EMAG: Neue passgenaue Dreh-Schleif-Lösung für die Bearbeitung von Pkw-Getrieberädern

27.04.2017 | Maschinenbau

Induktive Lötprozesse von eldec: Schneller, präziser und sparsamer verlöten

27.04.2017 | Maschinenbau

Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

27.04.2017 | Informationstechnologie