{{{sourceTextContent.title}}}

Bildschirmgedruckte Wearable Electronics können zur Gesundheitsüberwachung in Krankenhäusern eingesetzt werden

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Neue Forschungen haben gezeigt, dass dieselbe Technologie, die zum Bedrucken von Rockkonzert-T-Shirts verwendet wird, auch bei der Herstellung der glitzernden, schlangenförmigen Strukturen helfen kann, die tragbare Elektronik betreiben.

{{{sourceTextContent.description}}}

In einer von der Washington State University (Pullman, WA, USA) geleiteten Studie haben Forscher gezeigt, dass es möglich ist, Elektroden nur durch Siebdruck herzustellen, indem sie ein dehnbares, dauerhaftes Schaltkreismuster erstellen, das auf Stoff übertragen und direkt auf der menschlichen Haut getragen werden kann. Diese tragbare Elektronik kann zur Überwachung des Gesundheitszustands von Patienten eingesetzt werden, die in Krankenhäuser eingeliefert oder zu Hause behandelt werden. Derzeit ist die kommerzielle Herstellung von tragbarer Elektronik mit teuren Verfahren verbunden, die Reinräume erfordern. Für Teile des Prozesses wird der Siebdruck verwendet. Das neue Verfahren verzichtet jedoch vollständig auf den Siebdruck, was für Hersteller und Verbraucher von Vorteil ist.

In ihrer Studie, die in der Fachzeitschrift ACS Applied Materials and Interfaces veröffentlicht wurde, haben die Forscher das Siebdruckverfahren für Elektroden detailliert beschrieben und gezeigt, wie die hergestellten Elektroden für die Elektrokardiogramm-Überwachung (EKG) verwendet werden können. In einem mehrstufigen Verfahren schichteten die Forscher Polymer- und Metalltinten auf und erzeugten so schlangenartige Strukturen der Elektrode. Das daraus resultierende dünne Muster sieht filigran aus, obwohl die Elektroden nicht zerbrechlich sind. In der Studie wurde nachgewiesen, dass die Elektroden um 30 % gedehnt und um 180 Grad gebogen werden können.

Mehrere Elektroden werden auf einen vorbehandelten Objektträger aus Glas gedruckt, so dass sie leicht abgezogen und auf Stoff oder andere Materialien übertragen werden können. Nach dem Druck der Elektroden wurden diese auf einen selbstklebenden Stoff übertragen, der von den Probanden direkt auf der Haut getragen wurde. Die Forscher stellten fest, dass die drahtlosen Elektroden die Herz- und Atemfrequenz genau aufzeichneten und die Daten an ein Mobiltelefon übermittelten. Das Hauptaugenmerk der Studie lag auf der EKG-Überwachung, obwohl das Siebdruckverfahren auch zur Herstellung von Elektroden für andere Anwendungen genutzt werden kann, einschließlich solcher mit ähnlichen Funktionen wie bei Smartwatches oder Fitness-Trackern, so die Forscher. Das Team arbeitet derzeit an der Erweiterung der Technologie für den Druck verschiedener Elektroden sowie ganzer Elektronikchips und möglicherweise sogar ganzer Leiterplatten.

"Wir wollten flexible, tragbare Elektronik auf eine Weise herstellen, die viel einfacher, bequemer und kostengünstiger ist", sagte der korrespondierende Autor Jong-Hoon Kim, außerordentlicher Professor an der School of Engineering and Computer Science der WSU Vancouver. "Deshalb haben wir uns auf den Siebdruck konzentriert: Er ist einfach zu handhaben. Er lässt sich einfach einrichten und ist für die Massenproduktion geeignet."