Elektronische Hightech-Faser auf Datenjagd

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Stoffen aus der heiligen und extrem teuren Lotusseide wird eine heilende Wirkung nachgesagt. Wem sowohl das nötige Kleingeld, als auch der Glaube dazu fehlt, kann in Zukunft auf biomedizinisches Garn ausweichen. Bestückt mit Nano-Sensoren verwandelt es Ihren Pulli sogar zum persönlichen Leibarzt.

An intelligenten Fasern arbeiten weltweit Wissenschaftler seit einigen Jahren. So etwa auch Google im Projekt Jacquard. Zum einen sollen sie via Elektrochromie beim Anlegen einer Spannung ihre Farbe verändern können – wie die Universität Berkeley/California erst kürzlich demonstrierte (siehe Video). Zum anderen will man sie aber auch mit winzigen Sensoren bestücken, um ganz neue Funktionen in die Stoffe weben zu können.

Genau das demonstrierten nun Forscher der Tufts University. Erstmals wurden Nano-Sensoren, Elektronik und Mikrofluidik in die Fäden integriert. Das funktioniert mit einfachster Baumwolle aber auch mit Kaschmir oder Kunststoff.

Elektronisches Garn nach der Operation

Aus der so elektronisch aufgerüsteten Hightech-Faser könnten aber in Zukunft nicht nur „smarte“ Stöffchen gewebt werden, die etwa den pH- und Blutzuckerwert, die Temperatur oder auch die Gewebespannung messen. Das Garn würde auch als „schlaue“ Naht nach einer Operation den Heilprozess überwachen oder in Wundverbänden vor Infektionen warnen. Die Ergebnisse gelangen jeweils drahtlos auf Smartphone oder Computer.

Hightech-Faser (Bild: Tuft University).Im Gegensatz zu aktuellen Lösungen, kann das Garn durch mehrere Gewebeschichten genäht werden und so „dreidimensionale“ Echtzeit-Informationen zum Gewebezustand liefern. Bislang beschränkten sich die Einsatzmöglichkeiten auf flaches Gewebe wie etwa der Haut. Zudem waren die verwendeten Materialien teuer und schwer zu verarbeiten.

Garn ist dagegen billig und lässt sich in jede gewünschte Form bringen. Dazu kommt, dass die feuchtigkeitstransportierende Eigenschaft der Fäden dafür sorgt, dass auch Flüssigkeiten aus tieferen Gewebeschichten bis zu den Sensoren gelangen.

Erste Tests mit Ratten oder im Reagenzglas verliefen positiv. Allerdings sind noch eine ganze Reihe von Bereichen wie etwa die Biokompatibilität auf lange Sicht abzuklären. Es ist also nicht davon auszugehen, dass die Hightech-Faser schon morgen die Lotusseide ablösen werden.

 

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Hightech-Faser

Die Fasern sammelen Daten zur Gesundheit des Gewebes. (Bild: Tufts University).