Elektronische Haut überwacht Vitalfunktionen

Poren und feinste Rillen auf der elektronischen Haut (Foto: Felice Frankel/MIT)

Cambridge (pte024/05.07.2021/13:30) - Eine neuartige elektronische Haut, die wie ein Pflaster aufgeklebt wird, soll die Vitaldaten von Menschen künftig überwachen. Entwickelt wurde sie von Forschern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) https://mit.edu in Cambridge und südkoreanischen Kollegen im Rahmen der MIT International Science and Technology Initiatives (MISTI) https://misti.mit.edu . Das elektronische Pflaster enthält Sensoren, die Temperatur, Feuchtigkeit, ultraviolette Strahlung, der die Haut ausgesetzt ist sowie die Pulsfrequenz messen. Sie schieden auf einem Wafer hauchdünne elektronisch aktive Schichten ab, die sie anschließend wie einen Klebefilm abzogen und auf die Haut klebten.

Natürliche Haut als Vorbild

Allerdings hatten die MIT-Forscher ein Problem: Zwischen Sensorfilm und Haut bildete sich regelmäßig ein dünner Film aus Schweiß, der die Messungen verfälschte. Die Lösung fanden sie in der natürlichen Haut. Diese ist mit Poren übersät, die Schweiß absondern und so zur Regulierung der Körpertemperatur beitragen. Sie haben einen Durchmesser von rund 100 Mikrometern. Um diese nicht zu verstopfen versahen die Forscher um Jeehwan Kim, Assistenzprofessor für Mechanik am MIT, den Sensorfilm mit feinen Poren, sodass der sich bildende Schweiß verdunsten konnte.

Feinste Rillen sorgen für Flexibilität

Anfangs war der so präparierte Film derart brüchig, dass Hautbewegungen ihn zerstören konnten. Dieses Problem lösten die Forscher, indem sie in die Oberfläche feinste Kanäle ätzten, die die Poren miteinander verbanden. "Wenn man ein Blatt Papier um einen Ball wickeln will, schmiegt es sich nicht an", sagt Kim. "Wenn in das Papier jedoch feinste Rillen eingearbeitet werden, wird es so flexibel, dass es sich der gewölbten Oberfläche anpasst. Genau das haben wir mit dem Sensorfilm gemacht."

Richtig Fahrt nahm die Entwicklung jedoch erst auf, als Amorepacific Corporation https://www.apgroup.com/int/en auf die Arbeit aufmerksam wurde. Der südkoreanische Schönheits- und Kosmetik-Konzern war auf der Suche nach einer Möglichkeit, Hautveränderungen über einen langen Zeitraum zu überwachen, um seine Produkte zu verbessern.

Elektronische Haut funktioniert auch beim Joggen

Um die elektronische Haut zu testen, klebten die Forscher sie auf Handgelenk und Stirn eines Freiwilligen. Die Sensoren arbeiteten eine Woche lang fehlerfrei, sogar bei schweißtreibenden Tätigkeiten wie dreißigminütigem Joggen auf einem Laufband. Das Stirnpflaster hielt und ließ sich selbst von mehrfachem Stirnrunzeln nicht beeinflussen.

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