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Neue Fraunhofer-Einrichtung entwickelt intelligentes T-Shirt
Kaum gegründet, hat die neue Fraunhofer-Einrichtung für Modulare Festkörper-Technologien EMFT schon ihre erste Erfolgsstory zu melden: Ein intelligentes Sensor-Shirt, das seine Farbe ändert, sobald sein Träger zuviel Flüssigkeit verloren hat. In Kombination mit flexibler Mikroelektronik können diese T-Shirts um weitere Funktionen für die Leistungsanalyse erweitert werden. Auf dieser Grundlage sollen in naher Zukunft intelligente Verbandsstoffe realisiert werden, die den Zustand der Wundheilung automatisch anzeigen.
http://www.emft.fraunhofer.de
Wer bei diesen hochsommerlichen Temperaturen Sport treibt, kommt schneller ins Schwitzen als sonst. Grundsätzlich ist das kein Problem: Der verdunstende Schweiß kühlt den Körper und schützt so vor Überhitzung. Riskant wird es jedoch, wenn man zu wenig trinkt und der Körper zuviel Wasser verliert. Ein oft unterschätztes Risiko: Austrocknung kann Schwindel, Herzrhythmusstörungen, Nierenversagen und sogar Bewusstlosigkeit zur Folge haben.
Das neuartige Funktions-Shirt der neuen Fraunhofer-Einrichtung für Modulare Festkörper Technologie EMFT beugt dieser Gefahr vor. Es warnt seinen Träger rechtzeitig vor zu großem Flüssigkeitsverlust. Möglich wird dies durch ein neu entwickeltes chemisches Verfahren: Farbstoffe im Baumwollgewebe lassen die blassvioletten T-Shirts an den Stellen gelb werden, an denen sie mit Schweiß in Berührung kommen: „Der Farbumschlag ist deutlich zu sehen und zeigt dem Sportler, dass es Zeit ist, etwas zu trinken“, erläutert Dr. Gerhard Mohr von der Arbeitsgruppe Sensormaterialien am Standort in Regensburg.
Der Färbevorgang ist reversibel. Beim Kontakt mit einer basischen Lösung, wie beispielsweise Seife oder Waschmittel, wird das T-Shirt wieder violett. Saure Flüssigkeiten wie Schweiß hingegen färben es gelb. Daher genügt ein einfaches Waschen, um das Textil wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurückzuführen.
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Ein Muster des neu entwickelten
Sensor-Shirts. Von links nach rechts: Entwickler PD Dr. Gerhard Mohr,
der Oberbügermeister von Regensburg Hans Schaidinger, die Bayerische
Staatssekretärin Katja Hessel und Prof. Otto Wolfbeis, Universität
Regensburg (http://www.emft.fraunhofer.de).
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In späteren Anwendungen könnten die T-Shirts mit innovativen, mikroelektronischen Sensorfolien kombiniert werden, wie sie gleichfalls am EMFT entwickelt werden. Solche „Smart Plastics“ bestehen aus flexiblen elektronischen Systemen, die auf engstem Raum verschiedene Schichtkomponenten und Funktionen verbinden. Dazu gehören Polymerelektronik, Solarzellen, gedruckte Batterien, Displays und Sensoren, die sich auf einem Folienträger zu einem komplexen und autarken System verbinden.
Durch die Integration dieser Messfolien ins Textil könnten weitere Vitalparameter, wie etwa Hauttemperatur, Herzschlag, Puls und Atemfrequenz erfasst und telemetrisch an eine externe Auswertungsstation übermittelt werden. Neben dem direkten Nachweis von Flüssigkeitsverlusten durch Farbstoffe können die zusätzlichen Daten genutzt werden, um eine umfassende Leistungsanalyse durchzuführen.
Diese Informationen sind nicht nur für Sportler interessant: „Die in Shirts integrierte Sensorik eröffnet der Forschung völlig neue Möglichkeiten“, ergänzt Mohr. „Informationen über Schweiß- und Mineralstoffausscheidung beziehungsweise Hauttemperatur erlauben Medizinern Rückschlüsse auf Stoffwechselerkrankungen, Fieber oder Störungen im Nervensystem. Bisher war das Monitoring jedoch kompliziert, teuer und mit großem Apparateaufwand verbunden. Mit den Sensor-Shirts lassen sich die Daten schnell, unkompliziert und auf für den Patienten angenehme Weise erheben.“
In Zukunft können auf Grundlage dieser kombinierten Technologie intelligente Wundverbände entwickelt werden. Beide, Farbstoffe und winzige Mikrosensoren, zeigen zusammen den Zustand der Wundheilung unmittelbar und zuverlässig an. Ohne den Verband lösen zu müssen, können Ärzte und Pflegepersonal auf einem Blick den Zustand der Wunde erkennen. Das würde Diagnose- und Therapieverfahren nicht nur deutlich vereinfachen und beschleunigen, sondern auch den Heilungsprozess für Patienten angenehmer gestalten.
Die Fraunhofer-Einrichtung für Modulare Festkörper-Technologien EMFT in München besteht erst seit dem 01.07.2010. Sie ist als ehemaliges Institutsteil aus dem Münchner Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM hervorgegangen und besitzt einen zweiten Standort in Regensburg. Der Fokus der Fraunhofer-Einrichtung liegt vor allem auf Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik.
Weitere Informationen zum Institut: http://www.emft.fraunhofer.de
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