Forscher überwachen Körperfunktionen mit hauchdünnen Aufklebern

Der Chip kann beispielsweise Gehirnströme aufzeichnen - statt eines Elektroenzephalographen. Er enthält elektronische Komponenten und eine Mensch-Maschine-Schnittstelle. Dabei ist er absolut flexibel und widerstandsfähig.

Mit Hilfe einer dünnen Plastikschicht lässt sich der Chip direkt auf die Haut aufbringen und als EMG nutzen (Bild: John Rogers).
Mit Hilfe einer dünnen Plastikschicht lässt sich der Chip direkt auf die Haut aufbringen und als EMG nutzen (Bild: John Rogers).

Eine Gruppe von Wissenschaftlern der Universität Illinois haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Körperfunktionen einfacher überwachen lassen. „Smart Skin“ ist ein hauchdünner Aufkleber mit elektronischen Komponenten, der sich an die mechanischen Gegebenheiten der Haut anpasst. Das heißt, er lässt sich dehnen, knicken und knittern, ohne in seiner Funktion beeinträchtigt zu sein.

Der Chip verfügt über Speicher für medizinische Daten, Kommunikationselemente und eine Mensch-Maschine-Schnittstelle. Er ist dabei aber so dünn und widerstandsfähig, dass er sich wie eine Art temporäres Tattoo auf der Haut tragen lässt. Die Forscher rund um Teamleiter John Rogers demonstrierten ihre Erfindung unter anderem mit LEDs, Transistoren, drahtlosen Antennen, Sensoren und Solarzellen.

„Wir haben unsere gesamte Trickkiste für die Plattform ausgepackt und ein paar neue Ideen oben drauf, um zu zeigen, dass wir es zum Laufen bringen können“, sagte Rogers, Professor für Ingenieurswissenschaften an der University of Illinois. Seine Forschungsergebnisse hat der Wissenschaftler im Magazin Science veröffentlicht.

Die Elektronik ist so flexibel, dass sie sich auch stark verformen lässt, ohne in ihrer Funktionalität eingeschränkt zu sein (Bild: John Rogers).
Die Elektronik ist so flexibel, dass sie sich auch stark verformen lässt, ohne in ihrer Funktionalität eingeschränkt zu sein (Bild: John Rogers).

Die Liste medizinischer Anwendungsbeispiele ist lang: Der Epidermal-Chip lässt sich sogar als EEG– oder EMG-Sensor einsetzen, um Nerven oder Muskeln zu überwachen. Diese Art der Anwendung lässt sich aufgrund der vielen benötigten Elektroden und Kabel aber nur in einem Labor durchführen. Mit Hilfe einer dünnen Schicht wasserlöslichen Plastiks kann der Aufkleber direkt auf die Haut aufgebracht werden.

„Die Verschmelzung von Elektronik und Biologie ist hier der Schlüssel“, sagte Yonggang Huang, Professor für Ingenieurswissenschaften an der Northwestern University, der schon früher mit Rogers zusammengearbeitet hatte. „Bisher sind alle Formen von Elektronik hart und steif. Biologie ist weich und elastisch. Das sind zwei unterschiedliche Welten. Hier haben wir einen Weg gefunden, sie zusammenzubringen.“

Rogers und der Hersteller mc10 haben schon damit begonnen, einige Aspekte der Technologie zu kommerzialisieren. Die Forscher hoffen, bald eine WLAN-fähige Version zu schaffen.

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