Sensoren aus Toilettenpapier
Gewebepapiersensoren sind vielversprechend für breite Anwendungsmöglichkeiten
Ingenieure der University of Washington haben Gewebepapier - ähnlich wie Toilettenpapier - in eine neue Art von tragbarem Sensor verwandelt, der einen Puls, einen Wimpernschlag und andere menschliche Bewegungen erkennen kann. Der Sensor ist leicht, flexibel und preiswert, mit möglichen Anwendungen in der Gesundheitspflege, Unterhaltung und Robotik.
Der Doktorand der University of Washington, Jinyuan Zhang, demonstriert, wie tragbare Sensoren Augenbewegungen verfolgen können.
Dennis R. Wise/University of Washington
Die Technologie zeigt, dass das Papier als Sensor fungiert, indem es mit Nanokompositen beladen zerreißt und dabei die Fasern des Papiers brechen. Es kann einen Herzschlag, Fingerkraft, Fingerbewegung, Augapfelbewegung und mehr erkennen, sagt Jae-Hyun Chung, ein UW Associate Professor für Maschinenbau und Seniorautor der Untersuchung.
"Die wichtigste Neuerung ist ein tragbarer Einwegsensor aus billigem Gewebepapier", sagt Chung. "Wenn wir die Probe zerbrechen, funktioniert sie als Sensor."
Diese kleinen Sensoren in Verbandsgröße könnten eine Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Bereichen haben. Zum Beispiel kann die Überwachung des Ganges einer Person oder der Bewegung ihrer Augen genutzt werden, um die Gehirnfunktion oder die Handlungen eines Spielers zu überprüfen. Der Sensor könnte nachverfolgen, wie ein Kind mit besonderen Bedürfnissen in einem Haushaltstest läuft, wodurch dem Kind die Notwendigkeit von Krankenhausbesuchen erspart bleibt. Oder die Sensoren könnten in der Ergotherapie für Senioren eingesetzt werden.
"Sie können diese Sensoren verwenden und nach einmaligem Gebrauch wegwerfen", sagt Chung.
In ihrer Forschung verwendeten die Wissenschaftler Papier ähnlich wie Toilettenpapier. Das Papier - nichts anderes als herkömmliche Papierhandtücher - wird dann mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Wasser übergossen. Kohlenstoff-Nanoröhrchen sind winzige Materialien, die elektrische Leitfähigkeit erzeugen. Jedes Stück Seidenpapier hat sowohl horizontale als auch vertikale Fasern, so dass, wenn das Papier gerissen wird, die Richtung des Risses den Sensor darüber informiert, was passiert ist. Um Augenbewegungen zu verfolgen, werden sie an der Lesebrille einer Person befestigt.
Bislang ist die Arbeit in einem Labor konzentriert, und die Forscher hoffen, eine geeignete kommerzielle Nutzung zu finden. Im Dezember 2017 wurde ein vorläufiges Patent angemeldet.
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