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 Mikroskop im Kugelschreiberformat: Auf dem Weg zur endoskopischen Krebsdiagnose
28.04.2017 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.

nachricht Highspeed-Laser erkennt Krebs in zwei Minuten
25.04.2017 | University of Hong Kong

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

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,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

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

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie