LSU-Forscher entwickelt intelligentes Textil, das Fieber bei Säuglingen erkennt

BATON ROUGE, Louisiana – Wenn Babys geboren werden, ist eine Strickmütze eines der ersten Kleidungsstücke, die sie tragen. Aber was wäre, wenn dieser Hut mehr als nur eine warme und gemütliche Decke sein könnte?

Ein LSU-Forscher erforscht Möglichkeiten, „intelligente Kleidung“ zu verwenden, um die Temperatur von Neugeborenen zu überwachen.

Sibei Xia, Assistenzprofessorin in der LSU-Abteilung für Textilien, Bekleidungsdesign und Merchandising, entwickelt tragbare Body-Tracking-Technologie oder intelligente Kleidung mithilfe von thermochromem Garn, das je nach Körpertemperatur seine Farbe ändert.

Der Hut überwacht die Temperatur des Säuglings. Seine Fäden ändern ihre Farbe, um andere zu warnen, wenn es zu einem Temperaturanstieg kommt.

„Wenn die Temperatur des Neugeborenen sehr hoch steigt, wird die Mütze beige, sodass wir die Temperatur nicht unbedingt so oft messen oder andere Technologien zur Temperaturüberwachung verwenden müssen“, sagte Xia.

Der Einsatz der thermochromen Technologie kann die Notwendigkeit verringern, die Temperatur eines Neugeborenen mithilfe von Thermometern und anderen invasiven Technologien zu überwachen. Der Hut hat auch das Potenzial, die Häufigkeit zu reduzieren, mit der das Kind bei der Temperaturmessung gestört wird.

Xias Hüte sind mit einem Band ausgestattet, das Funktions- und Baumwollgarn kombiniert, um die Temperatur zu messen, ohne den Komfort zu beeinträchtigen.

Laut Xia ermöglicht die fortschrittliche Stricktechnologie die Erforschung funktioneller Garne im medizinischen Bereich.

„Eine Anforderung an tragbare Technologie besteht darin, dass sie wirklich eng an unserem Körper anliegt, und das kann durch die Stricktechnologie perfekt erreicht werden“, sagte sie.

Der Prototyp der Mütze wurde auf den Flatback-Strickmaschinen der Abteilung hergestellt. Diese vielseitigen Maschinen sind vollständig computergesteuert und ermöglichen dem Bediener die individuelle Anpassung von Mustern und Spannung.

Die Schwellentemperatur des thermochromen Garns kann durch Hinzufügen zusätzlicher Garne oder Ändern des Strickmusters geändert werden. Xias Forschung untersucht verschiedene Garnfarben, Strickstrukturen und Schwellentemperaturen, um festzustellen, welche Kombination den gewünschten Farbwechseleffekt erzeugt.

„Wir hoffen, dass durch die Implementierung weiterer Struktur- und Farbvarianten der lineare Bereich zwischen 37,5 und 38,5 Grad Celsius geschaffen wird“, sagte sie. Bei Säuglingen gilt eine Temperatur von 37,5 Grad Celsius – etwa 99,5 Grad Fahrenheit – oder mehr als Fieber.

Der Fonds für Innovation in der Forschung des Provost finanziert diese aufstrebende Forschung. Es unterstützt interdisziplinäre Forschung in fünf Schwerpunktbereichen, darunter Biotechnologie und Landwirtschaft.

Mit den Mitteln soll die Schwellentemperatur getestet werden, die für Kleinkinder am genauesten ist. Die Schwellentemperatur ist die Temperatur, bei der das Garn seine Farbe ändert. Xias Prototyp wechselt bei etwa 36 Grad Celsius von Lila zu Beige.

Xia wird den Farbwechsel durch erhitztes Wasser testen. Sie plant, mit der Fakultät der School of Renewable Natural Resources zusammenzuarbeiten, um das Kleidungsstück in einer Wärmekammer weiter zu testen, die den Forschern Zugang zu einer kontrollierten Umgebung ermöglicht.

Im Rahmen der Studie entwickelt sie eine Umfrage für Mütter in verschiedenen Phasen, um ihre Erwartungen an das Produkt zu verstehen und ihre Bedürfnisse an das Kleidungsstück zu ermitteln.

Xia hofft, die Finanzierung einer Thermopuppe für Kleinkinder zu sichern. Bei dieser Puppe werden sowohl der Wärme- als auch der Feuchtigkeitsgehalt kontrolliert und sie kann Schwitzen und Fieber simulieren. Sie glaubt, dass die Puppe eine wichtige Rolle bei den Testverfahren spielen würde.

Die Abteilung erforscht andere Möglichkeiten, Funktionsgarne zu implementieren, die für andere medizinische Zwecke verwendet werden können – beispielsweise hochelastische Garne, die zur Kompression eingesetzt werden.

„Ich bin sehr fasziniert von der Technologie und all den Produkten, die mit den Strickmaschinen hergestellt werden können“, sagte sie.

Xia hat sich kürzlich in einer neuen Strickmaschinentechnologie fortgebildet, die viele Anwendungen im medizinischen Bereich bietet. Wenn die Abteilung die neue Maschine erwerben kann, würden sich Möglichkeiten eröffnen, andere medizinische Anwendungen von Funktionsgarnen zu erkunden.

Die Abteilung verfügt derzeit über zwei Strickmaschinen und drei Designstationen, die mit den Maschinen kommunizieren.

„Wenn wir die Technologie verbreiten, werden wir viele kreative Ideen haben und dann könnten wir gemeinsam an möglichen Anwendungen arbeiten, nicht nur in Bezug auf Funktionalität, wie etwa tragbare Technologie, sondern auch kreatives Design“, sagte Xia.

Forscher sind nicht die einzigen, die diese Maschinen nutzen. Beispielsweise könnten Modedesign-Studenten die Maschinen nutzen, um Kleidung zu entwerfen.

Xia hofft, dass die Abteilung die Stricktechnologie Studenten vorstellen kann, die etwas über Produktentwicklung und Unternehmertum lernen möchten.