Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sensoren, die sich dehnen lassen

09.05.2011
Ist der Beifahrersitz im Auto besetzt? Tritt jemand in den Sicherheitsbereich vor einer Industriemaschine?

Die Einsatzgebiete von Dehnungs- und Drucksensoren sind vielfältig. Forscher haben nun Sensoren entwickelt, die sich im Extremfall auf die doppelte Länge ziehen lassen und die so biegsam sind, dass man sie selbst in Kleidung eingenäht kaum spürt. Zu sehen sind die intelligenten Systeme auf der Messe Sensor+Test in Nürnberg vom 7. bis 9. Juni 2011.

Viel zu schnell rast das Auto auf das Stauende zu – ein Crash ist nicht mehr zu vermeiden. Der Airbag, der nun auslöst, kann die Insassen schützen. Wenn sich der Beifahrer jedoch zu weit nach vorne beugt, weil er etwa gerade etwas in der Tasche im Fußraum sucht, kann die Wucht des Airbags ihn verletzen.

Forscher vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg haben nun Sensoren entwickelt, die dabei helfen sollen, eine solche Situation zu vermeiden. Sie lassen sich beispielsweise in den Autositz einbringen und messen dort, ob dieser belegt ist und wie die Person sitzt. Vornübergebeugt oder angelehnt? Handelt es sich um ein Kind oder einen Erwachsenen? »Die Folien können zum einen Dehnungen messen, zum anderen Drücke«, sagt Dr. Holger Böse, wissenschaftlich-technischer Leiter des Centers Smart Materials am ISC. »Sie bestehen aus einer stark dehnbaren Elastomerfolie, die auf beiden Seiten mit flexiblen Elektroden beschichtet ist. Wird der Sensor gedehnt, etwa durch die Verformung des Sitzes, ändert sich seine Dicke und damit die elektrische Kapazität, was wir messen können.« Im Gegensatz zu den herkömmlichen, recht starren Dehnungsmessstreifen lassen sich die neuen dielektrischen Elastomersensoren im Extremfall um 100 Prozent dehnen – man kann sie also auf die doppelte Länge ziehen.

Je nach Einsatzgebiet der »Smart Materials« kann es sinnvoll sein, mehrere Elektrodenpaare auf die Elastomerfolie aufzubringen. So etwa, wenn die Forscher Druckverteilungen messen wollen wie bei der Sitzplatzbelegung. Jedes Elektrodenpaar dient dann quasi als eigener Sensor und misst den lokal auftretenden Druck. »Auf diese Weise können wir genau sagen, an welcher Stelle sich der Druck in welchem Maße ändert«, berichtet Böse.

Das Material, aus dem die Sensoren hergestellt werden, passen die Forscher an die jeweilige Anwendung an. Die Elastomerfolie besteht aus einem Polymer, bei dem die einzelnen Moleküle chemisch miteinander verknüpft sind. Je besser vernetzt die Moleküle sind, desto härter wird das Material – ähnlich wie ein feinmaschiges Fischernetz fester ist als ein grobmaschiges. In welchem Maß sich das Polymer verknüpft, können die Wissenschaftler steuern. »Soll der Sensor hohe Drücke messen, stellen wir eine härtere Elastomerfolie als Trägermaterial her, bei geringen Drücken dagegen weichere«, erläutert Böse.

Die Anwendungen für die Sensoren sind zahlreich: Beispielsweise können sie Gasdrücke messen. Dazu spannt man die Elastomerfolie wie eine Membran über einen Ring. Drückt das Gas gegen die Sensormembran, verformt sich diese – was der Sensor registriert. In der Sicherheitstechnik sind Drucksensoren ebenfalls sinnvoll: Tritt etwa eine Person in einen Bereich, der sich zu nah an einer gefährlichen Maschine befindet, könnten im Boden eingelassene Sensoren dies wahrnehmen und eine Warnung abgeben. Es ist auch denkbar, die intelligenten Materialien in Kleidung zu integrieren. Hier könnten sie Bewegungsabläufe analysieren und Sportlern so dabei helfen, ihr Training zu optimieren. Da die Sensoren sehr biegsam sind, spürt man sie in der Kleidung kaum.

Auf der Messe Sensor+Test vom 7. bis 9. Juni 2011 stellen die Forscher verschiedene Demonstratoren vor (Halle 12, Stand 202). In einigen Jahren – so hoffen die Experten – könnten die Sensoren marktreif sein.

Britta Widmann | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010-2011/17/dielektrisch-sensoren-flexibel.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Intelligente Filter für innovative Leichtbaukonstruktionen
08.12.2016 | Technische Universität Bergakademie Freiberg

nachricht Mobile Learning und intelligente Contentlösungen im Fokus
08.12.2016 | time4you GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

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...

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

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie