Accessoires wie Armbänder oder Uhren können mittlerweile als intelligente Gesundheitscoaches agieren, die ihre Träger dabei unterstützen, für genügend Schlaf und Sport sowie für die richtige Ernährung zu sorgen. Die Aufgabe ist, entsprechende Sensorik in Textilien zu integrieren. Bislang musste dabei die Optik der Funktion untergeordnet werden.
In Kooperation mit dem Fraunhofer ISIT hat das Fraunhofer ISC ein neues, transparentes Material für Sensoren entwickelt, das sich einfach auf Textilien drucken lässt. Ein erster Prototyp, das sogenannte MONI-Shirt, kann verschiedene Funktionen erfüllen und ist insbesondere für die Überwachung – das MONItoring – von Bewegungsabläufen gedacht.
Das Fraunhofer ISC hat dafür neuartige piezoelektrische polymere Druckpasten ohne toxische Lösungsmittel für die Sensorik entwickelt, das Fraunhofer ISIT erarbeitete die dazugehörige Auswertungselektronik. Danach wurden die Sensormaterialien auf Abriebfestigkeit und Waschbarkeit getestet und die Elektronik optimiert.
Die verwendeten Sensormaterialien sind flexibel, transparent und eignen sich für verschiedene Zwecke: Sie registrieren Druck und Verformung und können als Touch- oder Bewegungssensoren fungieren. Die zusätzliche Temperatursensitivität ermöglicht darüber hinaus auch eine Temperaturänderungsüberwachung, die Anwendung als Näherungssensor und die berührungslose Interaktion.
Die Sensorpasten werden im Siebdruck auf den Stoff oder auch auf Folien aufgebracht. Die Herstellung besteht dabei aus zwei Schritten: Zunächst werden die Sensorstrukturen gedruckt und anschließend die Sensoren einem elektrischen Feld ausgesetzt, damit sie die gewünschten drucksensitiven Eigenschaften bekommen. Das kostengünstige Siebdruckverfahren ist hier der entscheidender Pluspunkt für die industrielle Anwendung und macht das Verfahren tauglich für die Massenproduktion. Durch Transparenz und Flexibilität des Materials gibt es kaum Beschränkungen für das Design von Kleidungsstücken. Der Träger wird die Sensoren, die viel dünner sind als ein Haar, kaum spüren. Akku oder Batterie entfallen, die Sensoren erzeugen selbst Strom.
Textilien mit MONI-Sensorik können als Wearable Technology Menschen bei der Überwachung von Gesundheit und Fitness helfen und zukünftig auch im Gesundheitsbereich oder in der Pflege eingesetzt werden. Für ältere Menschen kann im Alltag ein Monitoring von Bewegungsabläufen hilfreich sein. In Krankenhäusern können solche Textilien zukünftig neben der Bewegungsüberwachung zum Beispiel die Kontrolle der Körpertemperatur und der Atmung übernehmen. Denkbar ist auch ein Monitoring des Herzschlags.
Bilder: Fraunhofer ISC
