Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sensorpflaster, Lautsprecher und Energiegewinnung aus Gummi

16.06.2015

Auf der International Rubber Conference – veranstaltet von der Deutschen Kautschuk-Gesellschaft – in Nürnberg präsentiert das Center Smart Materials CeSMa des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC aus Würzburg seine Entwicklungen im Bereich der Elastomere.
Vom 29. Juni bis 2. Juli 2015 können Interessierte sich am Stand 178 in Halle 12 über CeSMa und seine Arbeit informieren und anhand von Demonstratoren die neuartigen Sensoren, Aktoren und Generatoren kennenlernen.

CeSMa forscht intensiv im Bereich der Smart Materials, die steuerbare sensorische, aktorische oder generatorische Funktionen erfüllen. Insbesondere Elastomere aus Silicon, die sich mittels magnetischer oder elektrischer Felder als Aktoren schalten lassen, ermöglichen vielfältige industrielle Anwendungen.


Mit neuer textilintegrierter Drucksensorik, zum Beispiel in Spezialstrümpfen für Diabetiker, lassen sich dreidimensionale Messungen durchführen.

Foto: K. Selsam-Geißler für Fraunhofer ISC


Aus dielektrischen Elastomersensoren entwickelte neuartige Sensormatten reagieren auf Druckbelastung.

Foto: K. Dobberke für Fraunhofer ISC

Als Dehnungs- oder Drucksensoren können sie individuell an den jeweiligen Einsatzort angepasst und sogar in Textilien integriert werden. Sie sparen gleichzeitig Kosten, Gewicht, Material und Energie im Vergleich zu herkömmlichen Techniken.

Magnetorheologische Elastomere (MRE) lassen sich dank der in einer weichen Elasto-mermatrix eingebetteten Eisenpartikel magnetisch steuern und können so komplexe Bewegungen ausführen. Durch den einfachen Aufbau sind MRE eine Alternative zu konventionellen Elektromotoren oder elektromagnetischen Schaltern.

Ihre Anwendungs-möglichkeiten reichen von Schwingungsdämpfern, über Dichtungen und Ventile bis hin zu weichen haptischen Elementen wie Knöpfen und Greifern.

Dielektrische Elastomere bestehen aus isolierenden Elastomerfolien, die auf beiden Seiten mit stark dehnbaren Elektroden überzogen sind. Mit Anlegen einer elektrischen Spannung verringert sich die Dicke der Folie durch die Anziehungskraft der beiden entgegengesetzt geladenen Elektroden.

Dieses Wirkprinzip kann zum Beispiel genutzt werden, um geräuschlose und sehr leichte dielektrische Elastomeraktoren (DEA) als künstliche Muskeln in Prothesen oder Robotergreifern einzusetzen. Als Membran sind sie aber auch für extrem dünne und leichte Lautsprecher geeignet.

Durch Druck auf oder Zug an den Elastomerfolien ändert sich deren Dicke-Fläche-Ver-hältnis und damit die elektrische Kapazität als Messgröße. So erhält man dielektrische Elasto¬mersensoren (DES), die kostengünstig über ein Folienverfahren hergestellt werden können.

DES eignen sich sehr gut als großflächige, dehnbare und weiche Sensoren mit sehr hoher chemischer, thermischer und mechanischer Beständigkeit. Mit ihnen kann beispielsweise die Druckverteilung auf Sitzen oder Matratzen gemessen werden. Sie können zudem bereits in Textilien integriert werden und erlauben eine dreidimensionale Druckmessung durch eine speziell für Diabetiker entwickelte Socke, die den Träger vor zu hohen Druckbelastungen warnt.

Sensorpflaster mit einer Fläche von 1 cm² und einer Dicke von 2 mm können auch an unzugänglichen Stellen Druck oder Dehnung aufnehmen. Zusätzlich eingebrachte leitfähige Schichten spüren zusätzlich, ob sich ein Fremdobjekt nähert, womit elastische Kollisionsschutzüberzüge für Mensch-Maschine-Schnittstellen möglich werden.

Neuartige, umweltschonende Energiegewinnung aus geringen Wasserströmungen kleiner Flüsse wird nun durch dielektrische Elastomergeneratoren (DEG) möglich. Durch ein Rohrsystem (Venturi-Prinzip) wird Druck erzeugt, der zu einer periodischen Dehnung und Entspannung von Elastomerfolien führt.

Mit Hilfe einer elektronischen Schaltung wird diese mechanische Dehnung direkt in elektrische Energie umgewandelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen regenerativen Energiewandlern erzeugen DEG keine optischen oder akustischen Störungen der Umwelt. Zusätzlich ist das System schonend für Umwelt und Tiere. Der Einsatz dieser Generatoren wäre auf Campingplätzen oder als Ladestationen für Elektrofahrräder und -autos in ländlichen Gebieten denkbar.

Weitere Informationen:

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

Marie-Luise Righi | Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Zukunft Personal: Workforce Management – Richtig aufgestellt für die voranschreitende Digitalisierung
25.07.2017 | GFOS mbH Gesellschaft für Organisationsberatung und Softwareentwicklung mbH

nachricht EMAG auf der EMO: Elektrische Antriebssysteme und die „Smart Factory“ stehen im Fokus
05.07.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Ruckartige Bewegung schärft Röntgenpulse

Spektral breite Röntgenpulse lassen sich rein mechanisch „zuspitzen“. Das klingt überraschend, aber ein Team aus theoretischen und Experimentalphysikern hat dafür eine Methode entwickelt und realisiert. Sie verwendet präzise mit den Pulsen synchronisierte schnelle Bewegungen einer mit dem Röntgenlicht wechselwirkenden Probe. Dadurch gelingt es, Photonen innerhalb des Röntgenpulses so zu verschieben, dass sich diese im gewünschten Bereich konzentrieren.

Wie macht man aus einem flachen Hügel einen steilen und hohen Berg? Man gräbt an den Seiten Material ab und schüttet es oben auf. So etwa kann man sich die...

Im Focus: Abrupt motion sharpens x-ray pulses

Spectrally narrow x-ray pulses may be “sharpened” by purely mechanical means. This sounds surprisingly, but a team of theoretical and experimental physicists developed and realized such a method. It is based on fast motions, precisely synchronized with the pulses, of a target interacting with the x-ray light. Thereby, photons are redistributed within the x-ray pulse to the desired spectral region.

A team of theoretical physicists from the MPI for Nuclear Physics (MPIK) in Heidelberg has developed a novel method to intensify the spectrally broad x-ray...

Im Focus: Physiker designen ultrascharfe Pulse

Quantenphysiker um Oriol Romero-Isart haben einen einfachen Aufbau entworfen, mit dem theoretisch beliebig stark fokussierte elektromagnetische Felder erzeugt werden können. Anwendung finden könnte das neue Verfahren zum Beispiel in der Mikroskopie oder für besonders empfindliche Sensoren.

Mikrowellen, Wärmestrahlung, Licht und Röntgenstrahlung sind Beispiele für elektromagnetische Wellen. Für viele Anwendungen ist es notwendig, diese Strahlung...

Im Focus: Physicists Design Ultrafocused Pulses

Physicists working with researcher Oriol Romero-Isart devised a new simple scheme to theoretically generate arbitrarily short and focused electromagnetic fields. This new tool could be used for precise sensing and in microscopy.

Microwaves, heat radiation, light and X-radiation are examples for electromagnetic waves. Many applications require to focus the electromagnetic fields to...

Im Focus: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Ferienkurs mit rund 600 Teilnehmern aus aller Welt

28.07.2017 | Veranstaltungen

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Firmen räumen bei der IT, Mobilgeräten und Firmen-Hardware am liebsten in der Urlaubsphase auf

28.07.2017 | Unternehmensmeldung

Dunkel war’s, der Mond schien helle: Nachthimmel oft heller als gedacht

28.07.2017 | Geowissenschaften

8,2 Millionen Euro für den Kampf gegen Leukämie

28.07.2017 | Förderungen Preise