Sensor+Test 2019

•••6••• Innovationen I ntegrating sensoric functions into textiles or elastomers is more difficult than equipping ma- chines because it requires mov- able or extensible sensors. The Center Smart Materials CeSMa of the Fraunhofer ISC has developed highly elastic sensors and actua- tors based on silicone. They pro- vide a wide range of sensoric and actoric functions for smart elec- tronic textiles (e-textiles) with a broad application potential in medical technology, sports, furni- ture, vehicles or transport safety. By adding electrically conductive components, the silicone can be produced as a stretchable con- ductive foil, usable e.g. as flexible heating element. If alternating layers of conductive and insulat- ing silicone are laminated togeth- er, stretchable capacitors are cre- ated that can be used to measure strain and pressure. Depending on the application, the design and softness of the sensors can be adjusted. This allows tailor-made sensitivity and characteristic of the sensors according to the re- quirements of the customers. The silicone used is skin-friendly, washable, robust and very flex- ible. Sensors made of this silicone withstand even extreme strains and very frequent use without losing their essential qualities. The sensors convert mechanical strain into an electrical signal and are therefore also suitable for meas- uring signals of the human body, e.g. breathing, movement or mus- cle contraction. In a current pro- ject CeSMa has further developed its elastomer sensors and their processing for integration into textiles. The stretchable sensors and actuators can now be applied to textiles by printing techniques or ironing. The elastomer sensors can be ap- plied permanently to polyester and cotton – the most common- ly used textiles in the artificial and natural fibre sector – with a conventional iron in a short time (about one minute) even at low temperatures of 80 °C. Since the method allows an individual place- ment of sensor structures, it is especially intended for smaller quantities. The desired structures can be produced separately as ironing films, so that in theory any sensor pattern and various func- tions can be combined. Also, dif- ferent surface structures can be generated, ranging from “super smooth” to “highly structured”. The sensors can be ironed on very different textiles and are not only suitable for original equipment, but also for the retrofitting of tex- tiles – even in private household. Sensor patterns and conducting paths printed on polyester textile Photo: K. Selsam for Fraunhofer ISC Body measuring with e-textiles Integrating sensoric functions into textiles or elastomers by printing Unwetterwarnung Mit Sensoren Hochwasser vorhersehen Extreme Wetterereignisse wie Gewitter oder Starkre- gen mit Überflutungen beeinflussen Erd- und Um- weltsysteme langfristig. Um die Auswirkungen hyd- rologischer Extreme ganzheitlich – vom Niederschlag über den Wassereintrag in den Boden und den Ab- fluss bis hin zum Eintrag ins Meer – zu untersuchen, startet nun innerhalb der Helmholtz-Initiative MOSES eine Messkampagne im Müglitztal in Sachsen. Koor- diniert wird sie vom Karlsruher Institut für Technolo- gie (KIT). Beteiligt sind das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) Leipzig, das Forschungszen- trum Jülich (FZJ) und das Helmholtz-Zentrum Pots- dam – Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ. Im Fokus der Wissenschaftler des UFZ aus Leipzig steht die Bodenfeuchte. Sie ist eine zentrale Steu- ergröße für den Abfluss des Regenwassers: Ist der Boden sehr feucht oder extrem trocken, fließt das Regenwasser über die Landoberfläche ab und es kommt schneller zu Überflutungen. Um die Entwick- lung der Bodenfeuchte optimal überwachen zu kön- nen, installiert das UFZ ein mobiles, drahtloses Sen- sornetzwerk, das Bodenfeuchte und -temperatur in verschiedenen Tiefen misst. Gegenüber klassischen Systemen zeichnet sich das Sensornetzwerk dadurch aus, dass sich die Positionierung und Verteilung der Sensoren sowie die Abtastraten genau auf die loka- len Messbedingungen abstimmen lassen. Zusätzlich zu dem fest installierten Sensornetzwerk kommt der mobile Cosmic Ray Rover mit speziell entwickelten Neutronensensoren zum Einsatz. Damit können die Forscher die Variation der Bodenfeuchte im Einzugs- gebiet der Müglitz auch großräumig beobachten. Messehighlight