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Smart Colour Textiles

 

Entwicklung von Sensor-Textilien und Sensor-non-wovens für medizinisch-analytische Anwendungen

Motivation und Projektziel

Ziel des Projektes SmartColourTextiles ist der Aufbau einer Technologie zur hochstabilen Ankopplung von Indikatorfarbstoffen und Sensorpigmenten an Fasern, Garnen und Geweben. Damit lassen sich Textil- und Verbandstoffe gezielt mit Sensoreigenschaften ausrüsten, die in der medizinischen Diagnostik Anwendung finden können. Diese Materialien sind wasch- und temperaturstabil, beeinträchtigen nicht den Tragekomfort und sind wiederholt einsetzbar.

MATERIALS verfügt über international herausragende Erfahrung in der Entwicklung von optischen Sensormessgeräten inkl. der Herstellung von Indikatorfarbstoffen und deren stabile Anbindung an Polymermaterialien. Die gezielte funktionelle Modifikation von Textilien und Non-wovens eröffnet die Möglichkeit, mit der Diagnostik- und Verbandstoffindustrie sowie der Faser- und Textilindustrie technologisch hochwertige Produkte zu realisiere.

Ein Ziel des Projektes ist die Entwicklung von flächig gefärbten Textilien, welche Auskunft über den gesundheitlichen Zustand des Trägers geben können.

Inhalt- licher Schwer- punkt

 Im Rahmen des Studios werden neue Indikatorfarbstoffe entwickelt, um z.B.

  • Metaboliten einer bakteriellen Infektion in Wunden (biogene Amine, Schwefelwasserstoff) zu erkennen. Eine deutliche Farbänderung des Verbandmaterials kann anzeigen, wann eine Therapie erforderlich ist.
  • Im Bereich Textil können Sensor-Waschlappen farblich darauf hinweisen, dass z.B. eine Waschlösung für die Haut von Babys zu alkalisch ist und Reizungen hervorrufen wird.

Um eine Kontamination durch Farbstoffe auszuschließen, ist eine kovalente Anbindung der Indikatorfarbstoffe an die Textilien bzw. Non-wovens für den Einsatz der SmartColourTextiles von entscheidender Bedeutung. Zur quantitativen Auswertung werden die Sensortextilien zusätzlich mit optoelektronischen Auswerteeinheiten (Faseroptiken, Smartphones) kombiniert.

Neben der Synthese neuer funktioneller Farbstoffe wird auch der Produktionsprozess von Sensortextilien beforscht:

  • Garne und Textilien werden direkt gefärbt, sowie neue Sensor-Pigmente vor dem Spinnprozess der Fasern in die Spinn-Lösung eingemischt.
  • Für Textilmaterialien, welche nicht kovalent gefärbt werden können (z.B. Polyester) werden Sensorpigmente in Binder-Polymere eingebettet und mittels Siebdruck verarbeitet.
  • Über die Elektrospinn-Technologie werden Nanofasern hergestellt, die extrem rasche Farbänderungen und hohe Sensitivität zeigen.

 

 

Indikatorhandschuh für Labortätigkeiten, um Kontakt mit starken Säuren oder Basen anzuzeigen.
Indikator-Label, welches das Vorhandensein von Restwaschmitteln in Textilien anzeigt, welche zu Hautreizungen führen.

Forschungs- portfolio

  • Herstellung neuer Indikatorfarbstoffe für die Analyte pH, Na+, Ca2+, Mg2+, Amine und Thiole und Anbindung der Indikatorfarbstoffe an textile Materialien und Non-Wovens
  • Charakterisierung der Sensormaterialien auf Stabilität, Farbänderung, Sensitivität, Reversibilität, Waschbarkeit, Sterilisierbarkeit, Toxizität
  • Herstellung von Sensor-Textilien zur Bestimmung von pH und Elektrolyten (Na+, Ca2+, Mg2+) im Schweiß
  • Herstellung von Sensor-Wundverbandsmaterialien und Indikator-Wattestäbchen zur Bestimmung von pH, sowie Metaboliten mikrobieller Besiedelung (Amine, Thiole) zwecks Kontrolle der Wundheilung
  • Programmierung von Smartphones / Tablets zur quantitativen Auswertung der Farbänderungen
  • Entwicklung eines faseroptischen Systems zur Messung der Farbänderung innerhalb von Textilien bzw. Non-Wovens
Indikator-Wattestäbchen und Wundverbandsmaterialien zur Bestimmung des pH Wertes in Wunden. Der Wund-pH-Wert korreliert mit dem Heilungsverlauf und kann auf die Entstehung von chronischen Wunden hinweisen.

An- wendungs- gebiete

  • Smart Textiles für Textilhersteller im Bereich Wellness, Sport, Ambient Assisted Living
  • Smarte Wundverbände und Wattestäbchen für Patienten mit chronischen Wunden
  • Indikatorteststreifen für Windeln, Wischtücher und Kosmetika
  • Modifikation des Textilfaserherstellungsprozesses in Richtung Sensorik
  • Anpassung optischer Module und faseroptischer Messgeräte an Textilien/Non-Wovens
Gefärbte Indikator-Garne, welche in Polyester-Shirts eingestickt werden können.
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