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Smarte Textilien

Weiche Sensoren – Optische Fasern

PREVIEW online - Normalerweise sind Fasern, wie man sie aus der Kommunikationstechnologie kennt, nicht biegsam genug. Bei zu starker Biegung würden sie beschädigt oder gar brechen. Den Forschern an der Empa (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) ist es jetzt gelungen, optische Fasern für Sensoren herzustellen. Diese sind so flexibel, das man sie wie Garn in Textilien verweben kann. Smarte Textilien könnten z.B. durch Farbwechsel Herz-Probleme oder anderes anzeigen.

Ziel der Empa-Forscher war es, vollständig in Textilien integrierte Sensoren zu erzeugen. Also eine Faser, die sich beispielsweise auch stricken lässt und selbst beim Knoten nicht bricht. Das Team um Luciano Boesel von der Empa in St. Gallen hat so genannte Polymer-optische Fasern mittels eines Schmelzverfahrens in besonders flexibler Form hergestellt. Diese Fasern haben die Forscher in einem in Stoff eingewebten Sensor verwendet, mit dem sie die Herzfrequenz von Probanden messen konnten. Damit ließe sich beispielsweise im Krankenhaus überwachen, ob ein Patient Druckgeschwüre bekommt.

Smarte Textilien sind auch waschmaschinenfest

Der vorgestellte Textil-Sensor lässt sich auch industriell herstellen und hält selbst einen Desinfektionswaschgang aus. Damit eignen sich die neuen, intelligenten Materialien auch für den Krankenhausbereich. Über die neue Technik ließe sich zum beispielsweise die Durchblutung der Haut überwachen und ein Wundliegen vom Patienten vermeiden.

Getestet wurde auch ein Textil-Sensor in Form einer Mütze, mit dem man die Herzfrequenz von Probanden an der Stirn messen konnte. Normalerweise wird der Puls an dünnen Körperteilen gemessen. Durch das Gewebe geschickt Licht ist da viel genauer. Denn Puls und Herzfrequenz lassen sich durch die veränderte Lichtintensität messen. Neu an dem vorgestellten Sensor ist unter anderem auch, dass er an jeder Körperstelle eingesetzt werden kann. Dafür muss der Sensor nur auf der Haut aufliegen.

Weitere Anwendungen plant

Die Forscher wollen ihren Textil-Sensor nun weiterentwickeln. – Die vorgestellte Arbeit wurde zusammen mit dem Forschungsinstitut CSEM, dem Universitätsspital Zürich und dem Paraplegiker-Zentrum Nottwil durchgeführt. – Weitere Anwendungen sollen folgen. Denn der neue Sensor wäre natürlich nicht nur im Mediensektor einsetzbar. Auch im Sport- und Fittnessbereich sind verschiedenste Anwendungen denkbar.

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Die speziellen optischen Fasern können direkt als Garn in Textilien verarbeitet werden, um Emitter und Detektoren für einen Herzfrequenz-Sensor zu erzeugen.
Quelle: Empa
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