{"id":305094,"date":"2021-08-24T09:00:00","date_gmt":"2021-08-24T07:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=305094"},"modified":"2021-08-24T09:00:00","modified_gmt":"2021-08-24T07:00:00","slug":"hauchduenne-energiegewinnende-sensorpflaster-fuer-kabellose-blutdruckmessung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/hauchduenne-energiegewinnende-sensorpflaster-fuer-kabellose-blutdruckmessung\/","title":{"rendered":"Hauchd\u00fcnne energiegewinnende Sensorpflaster f\u00fcr kabellose Blutdruckmessung"},"content":{"rendered":"\n

Ein Forscherteam der Joanneum Research<\/a> in \u00d6sterreich hat in Kooperation mit der Universit\u00e4t Osaka<\/a> einen ultrad\u00fcnnen Sensor entwickelt, mit dem sowohl die Messung verschiedener Vitalparameter als auch Energiegewinnung m\u00f6glich ist. Zwei Jahre lang wurde an einem kaum sp\u00fcrbaren energiegewinnenden Sensorpflaster geforscht.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr viele Menschen ist es ein notwendiges \u00dcbel \u2013 das dreimal t\u00e4gliche Messen von Blutdruck und Puls. Leider werden die im Hausgebrauch eingesetzten Messger\u00e4te sowohl hinsichtlich Gr\u00f6\u00dfe, Gewicht als auch Messvorgang meist als unhandlich und unbequem empfunden. Was oft zu einer unbewussten Stresssituation bei den Betroffenen f\u00fchrt und folglich die Blutdruckwerte verf\u00e4lschen kann \u2013 insbesondere bei 24-Stunden-Messungen.<\/p>\n\n\n\n

Diese Situation hat ein Forscherteam von Materials<\/em>, dem Institut f\u00fcr Oberfl\u00e4chentechnologie und Photonik der Joanneum Research, gemeinsam mit Kollegen der Osaka Universit\u00e4t motiviert, ein elektronisches Sensorpflaster f\u00fcr Gesundheitsparameter zu entwickeln, das so hauchd\u00fcnn ist, dass man es kaum sp\u00fcrt. Barbara Stadlober, Forschungsgruppenleiterin von Materials<\/em>: \u201eUnsere elektronischen Sensorpflaster k\u00f6nnten in Zukunft als Teil des Screenings auf lebensstilbedingte Krankheiten wie Herz-Kreislauferkrankungen, Stressfaktoren und Schlafapnoe eingesetzt werden.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Hauchd\u00fcnne Folie<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Gelingen kann das durch ein Sensormaterial mit dem unaussprechlichen Namen Poly(vinylidene difluoride \u2013 trifluoroethylene), das auf einer hauchd\u00fcnnen Folie in Verbindung mit einem nur wenige Gramm schweren Elektronikmodul aufgebracht wird.<\/p>\n\n\n\n

Wie das genau funktioniert, erkl\u00e4ren die Hauptautoren Andreas Petritz und Esther Karner-Petritz, die zwei Jahre in Osaka am Sekitani-Lab geforscht haben: \u201eDas P(VDF-TrFE)-Sensormaterial wurde zwischen zwei hauchd\u00fcnnen Elektrodenfl\u00e4chen auf einer nur 1 Millionstel Meter d\u00fcnnen Tr\u00e4gerfolie aus Parylen aufgebracht. Aufgrund seiner permanenten elektrischen Polarisation besitzt es bereits eine hohe Empfindlichkeit gegen\u00fcber mechanischen Bewegungen. Es ist also stark piezoelektrisch. Die entscheidende Erkenntnis war, dass durch die Vermeidung eines dicken Tr\u00e4gersubstrates die Sensitivit\u00e4t um ein Vielfaches gesteigert werden konnte und wir dadurch selbst kleinste Druck\u00e4nderungen, wie zum Beispiel die Variation des menschlichen Pulsschlags, messen konnten.\u201c <\/p>\n\n\n\n

Der Dickeneffekt lie\u00df sich auch in den Simulationen von Co-Autor Philipp Sch\u00e4ffner sehr sch\u00f6n nachweisen. Neben der Pulsrate kann das Sensorpflaster auch Aussagen \u00fcber die Elastizit\u00e4t der menschlichen Blutgef\u00e4\u00dfe machen und \u00fcber die Pulswellengeschwindigkeit den Blutdruck messen. Besonders wichtig: Die Messdaten k\u00f6nnen mit dem Elektronikmodul zum Beispiel an ein Smartphone drahtlos \u00fcbertragen werden.<\/p>\n\n\n\n

Insgesamt ist das Pflaster nicht mehr als 0,0025 mm dick. Somit schmiegt es sich v\u00f6llig konform an die Haut an, es ist sozusagen ultraflexibel \u2013 der Sensor ist damit der weltweit erste, ultraflexible piezoelektrische Sensor.<\/p>\n\n\n\n

Energieautark<\/h3>\n\n\n\n

Besonders faszinierend ist, dass das Sensorpflaster auch f\u00fcr die Gewinnung von elektrischer Energie aus biomechanischen Bewegungen genutzt werden kann. Um die Energie aber effizient aus antagonistischen Gelenksbewegungen wie Beugung-Streckung des Kniegelenks abf\u00fchren zu k\u00f6nnen, m\u00fcssen die gewonnenen Str\u00f6me erst gleichgerichtet werden. Dazu haben die Forscher auch Schaltungen aus hauchd\u00fcnnen organischen Gleichrichterdioden entwickelt und auf die d\u00fcnne Tr\u00e4gerfolie gebracht, auch das gab es bisher noch nicht. Schlie\u00dflich wurde die Folie f\u00fcr die Zwischenspeicherung der Energie noch mit einer hauchd\u00fcnnen Kondensatorstruktur versehen.<\/p>\n\n\n\n

Barbara Stadlober erkl\u00e4rt: \u201eJe nach Aktivit\u00e4t des Anwenders k\u00f6nnten rund 200 mJ an Energie pro Tag geerntet werden. Dies w\u00fcrde f\u00fcr eine dreimal t\u00e4gliche Blutdruckmessung ausreichen, vorausgesetzt, es findet sich ein leichtes, sehr verbrauchsarmes Elektronikmodul f\u00fcr kabellose Daten\u00fcbertragung. Diese sind derzeit aber leider noch recht rar ges\u00e4t. Dann steht unserem Traum von einem kabellosen, komplett energieautarken Gesundheitspflaster mit hohem Tragekomfort nichts mehr im Weg.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Diese Forschungsarbeit wurde im Journal \u201eNature Communications<\/a>\u201c ver\u00f6ffentlicht. <\/p>\n\n\n\n

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Auch interessant: Nanosensor erkennt Krebs-Biomarker im Blut<\/a><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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