Smarte Textilien mit akustischer Messtechnik

Im Gegensatz zu bisherigen Systemen, die stark auf elektronische Bauteile angewiesen sind, nutzen die neuen Sono-Textilien akustische Sensoren. Diese werden in Form von Glasfasern in das Gewebe eingearbeitet. Am einen Ende der Faser befindet sich ein Sender, der Schallwellen aussendet, am anderen ein Empfänger, der Veränderungen dieser Wellen erkennt. 

„Zudem sind sie kostengünstig, da wir leicht zugängliches Material verwenden, und der Stromverbrauch ist sehr gering“, erklärt Ahmed. Durch die Nutzung von Glasfasern und Ultraschallfrequenzen (etwa 100 Kilohertz) können die Textilien leicht, atmungsaktiv, waschbar und zugleich äußerst präzise sein. 

• Glasfaserstränge verlaufen in regelmäßigen Abständen durch das Gewebe 

• Schallwellen mit unterschiedlichen Frequenzen durchlaufen die Fasern 

• Verformung des Stoffes durch Bewegung oder Druck verändert das akustische Signal 

• Empfänger erkennt, an welcher Stelle die Veränderung auftritt 

• Auswertung benötigt nur geringe Rechenleistung, da jeder Sender mit einer anderen Frequenz arbeitet 

„Es gab zwar bereits Forschung zu smarten Textilien auf Akustikbasis, aber wir sind die Ersten, die Glasfasern in Kombination mit Signalen, die unterschiedliche Frequenzen verwenden, erprobten“, sagt Yingqiang Wang, Erstautor der Studie, die in Nature Electronics veröffentlicht wurde. 

Die Anwendungsmöglichkeiten für Sono-Textilien sind vielfältig. In der Medizin könnten Hemden oder T-Shirts Atemmuster von Patientinnen und Patienten überwachen, etwa bei Asthma. „Zukünftig könnten die Daten in Echtzeit direkt an einen Computer oder ein Smartphone gesendet werden“, betont Ahmed. 

MEDICA.de; Quelle: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)