Hosen aus elektronischem Garn könnten Erschöpfungswarnungen übermitteln

Die meisten von uns brauchen nicht unbedingt spezielle Hosen zu tragen, die uns signalisieren, wenn wir erschöpft sind. Wir sind gut darin, das ganz alleine herauszufinden. Bei Hardcore-Sportlern kann es jedoch sinnvoll sein, eine Benachrichtigung zu erhalten, wenn sich der Körper auf eine Art und Weise zu bewegen beginnt, die auf körperliche Erschöpfung hinweist. Zu diesem Zweck haben Forscher ein elektronisches Garn entwickelt, mit dem sich Veränderungen in Bewegungsmustern erkennen und Träger darauf aufmerksam machen lassen, dass es Zeit ist, eine Pause einzulegen.

Das Garn wurde von Forschern der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) entwickelt und besteht aus einer Innenschnur aus dehnbarem, leitfähigem Gummi, die spiralförmig von einem starren Draht umgeben ist, der mit einer dünnen Kunststoffschicht bedeckt ist.

„Diese beiden Fasern fungieren als Elektroden und erzeugen ein elektrisches Feld“, sagte Tyler Cuthbert, ein Postdoktorand der ETH Zürich, der an der Forschung beteiligt war, die zur Faser führte. „Zusammen bilden sie einen Kondensator, der elektrische Ladung speichern kann.“

Dies bedeutet, dass sich der Spalt zwischen dem flexiblen Innenkern und dem starren äußeren starren Teil ändert, wenn die Faser beispielsweise in eine Hose eingebaut wird, wenn sich der Träger bewegt. Dadurch entsteht ein Unterschied zwischen beiden, der wiederum das vom Garn erzeugte elektrische Feld verändert. Begünstigt wird dieser Prozess durch die Tatsache, dass sich das Garn selbst bei Dehnung tatsächlich ausdehnt und somit eine größere Oberfläche für die Messung bietet.

Durch die Verfolgung der Stromänderungen mit einem Überwachungsgerät, das ebenfalls in das Kleidungsstück eingenäht wird, können die Forscher nach eigenen Angaben Bewegungsmuster genau verfolgen und erkennen, wann der Träger den Punkt der Erschöpfung erreicht. Das Überwachungsgerät wäre mit einer winzigen Antenne ausgestattet, die Informationen an ein Smartphone senden könnte, um die Trainierenden darauf aufmerksam zu machen, dass sie einen Ermüdungszustand erreichen, in dem sie anfälliger für Verletzungen wären.

Das Forschungsteam hat bereits einige Daten gesammelt, die zeigen, wie sich die elektrischen Signale des Garns veränderten, als die Läufer erschöpft waren. Sie sagen jedoch, dass weitere Tests erforderlich sind, um eine Datenbank mit zuverlässigen Gangmustern aufzubauen, damit das Material so genau wie möglich funktioniert. Dennoch haben sie bereits ein Patent für das System angemeldet und arbeiten derzeit daran, vom Prototyp zu einem Stoff überzugehen, in den das Garn eingebettet ist, der für den Verbraucher bereit wäre.

Während sich viele Sport-Wearables darauf konzentrieren, dem Benutzer Daten zur Leistungssteigerung zu liefern, reiht sich dieses neue Material in eine etwas andere Kategorie ein, die darauf abzielt, Sportler zu schützen, wie etwa T-Shirts und Sport-BHs, die den Träger vor einem drohenden Herzinfarkt warnen. Carlo Menon, Professor für mobile Gesundheitstechnologie und leitender Forscher, sagt, dass das Material auch in der Rehabilitationsmedizin Verwendung finden könnte.

Die Arbeit wurde in der Fachzeitschrift Advanced Materials veröffentlicht.

Quelle: ETH Zürich