Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schutz vor plötzlichem Kindstod

11.08.2011
Dehnbare Leiterplatten werden sowohl in der Elektronik als auch in der Medizin eingesetzt

Klapphandys, Laptops oder I-Pads sind damit ausgestattet: flexible Leiterplatten. Gemeinsam ist allen diesen technischen Geräten, dass die Biegung der Leiterplatte um eine Achse stattfindet.

Ziel des EU-Projektes „STELLA“ (stretchable electronics for large area applications) war es darüber hinaus, eine Leiterplatte zu entwickeln, die dehnbar ist und sich so an beliebige Oberflächen anschmiegen kann. „Potentielle Anwendungen für so ein Produkt sind zahlreich“, weiß Dr. Thomas Löher, vom Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) und Projektmanager für STELLA an der TU Berlin. Vor allem die Medizin profitiert davon.

„Wenn Sensoren möglichst dicht an der Haut getragen werden müssen, zum Beispiel um bestimmte Vitalparameter zu überwachen, ist der Einsatz dehnbarer Leiterplatten hochinteressant: Sie passen sich jeder Bewegung an, lassen sich hervorragend in Textilien integrieren, sind körpergerecht und atmungsaktiv.“

So haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom IZM und der TU Berlin bereits Vorläuferprodukte für eine elektronische Verbandseinlage entwickelt, die Druck und Feuchtigkeit in einem Verband messen kann. Weitere Ideen sind ein Strampelanzug, der die kontinuierliche Atembewegung erfasst und vor plötzlichem Kindstod schützen soll, oder eine Schuheinlage für Diabetiker, die die Druckbelastung und Abnutzung der Fußsohle misst.

Die hellbraune Folie erinnert in Konsistenz und Haptik an etwas zwischen Frischhaltefolie und dünner Silikon-Badekappe. Das Trägermaterial ist aber thermoplastisches Polyurethan, ein Kunststoff, der in der Textilindustrie weit verbreitet ist, so zum Beispiel als atmungsaktive Membran in Regenbekleidung. Auf dieses Substrat „kleben“ die Forscher eine hauchdünne, circa 20 Mikrometer dünne Kupferfolie. „Um die nicht dehnbaren Kupferbahnen elastisch zu machen, strukturieren wir sie mit Ätz- und Belichtungsverfahren in eine Mäanderform“, so Löher. Das dehnbare Substrat ist danach von wellenförmigen Kupferbahnen durchzogen. Diese ursprünglich starren Kupferleitungen können dadurch bis zu dem Dreifachen ihrer ursprünglichen Länge gedehnt werden. In mehreren Schritten werden die Leiterbahnen mit verschiedenen, flexiblen Schutzschichten verkapselt, so dass am Ende eine fertig vorstrukturierte, flexible Leiterplatte entsteht, auf die elektronische Komponenten aufgebracht werden können.

„Ein Knackpunkt dieser Technik liegt an dem Übergang zwischen dem dehnbaren Substrat und den starren Komponenten. Damit letztere nicht einfach abplatzen, wenn die Leiterplatte gedehnt wird, haben wir um die Komponenten herum so genannte Zugsperren, feste Kupferinseln, eingebaut, die sich nicht dehnen“, berichtet Löher.

Von Anfang an verwendeten die Wissenschaftler für die dehnbaren Leiterplatten so weit wie möglich Standardverfahren, um die Integration in eine industrielle Produktion zu erleichtern. So können die Leiterplatten mit einer professionellen Textil-Laminierpresse einfach auf einen Stoff laminiert werden.

In dem Anschlussprojekt von STELLA, „PLACE-it“, arbeitet Löher zurzeit mit dem Mediziner Professor Norbert Gretz von der Universität Heidelberg zusammen. Dabei soll die Nierenfunktion von Patienten mit einem nichtinvasiven und wenig belastenden Verfahren untersucht werden. Bei Patienten mit Diabetes oder anderen schweren Stoffwechselerkrankungen muss die Nierenfunktion regelmäßig kontrolliert werden. Dazu wird die so genannte glomeruläre Filtrationsrate (GFR) bestimmt – ein Wert, der angibt, inwieweit die Nieren ihre reinigende Filterfunktion übernehmen. Dazu existieren zwar exakte Methoden, diese sind aber sehr aufwändig und belastend. Im Alltag werden daher nur Näherungswerte aus dem Urin bestimmt, die leicht falsch interpretiert werden können. Gretz möchte einen fluoreszierenden Standardmarker einsetzen, den die Niere in den Urin filtert. Die Patienten werden mit einem Pflaster ausgestattet, das eine dehnbare Leiterplatte enthält, auf der – neben Steuer- und Kontrollelektronik – eine Leuchtdiode und eine Photodiode installiert sind. Die Leuchtdiode strahlt durch die Haut und regt den Marker im Blut an, zu fluoreszieren. Das Fluoreszenzsignal wiederum wird von der Photodiode gemessen. Je besser die Niere arbeitet, desto schneller wird der Marker ausgeschieden und desto schneller klingt die Fluoreszenz ab. Tierversuche zeigen, dass auf diese Art erstmalig eine exakte Bestimmung der GFR in Echtzeit möglich ist.

Katharina Jung

Die Medieninformation zum Download:
www.pressestelle.tu-berlin.de/medieninformationen/
„EIN-Blick für Journalisten“ – Serviceangebot der TU Berlin für Medienvertreter:
Forschungsgeschichten, Expertendienst, Ideenpool, Fotogalerien unter:
http://www.pressestelle.tu-berlin.de/?id=4608

Stefanie Terp | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-berlin.de

Weitere Berichte zu: GFR Kindstod Kupferbahnen Leiterplatte Leuchtdiode Marker Niere Nierenfunktion Substrat

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Herzforschung - Neue Katheterklappe in Tübingen entwickelt
16.01.2017 | Universitätsklinikum Tübingen

nachricht Fernüberwachung bei Herzschwäche kann Klinikaufenthalt ersparen
09.01.2017 | Universitäts-Herzzentrum Freiburg - Bad Krozingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie