Neues E-Tattoo kontrolliert Herz und Muskeln
Gesundheitsüberwachung erreicht mit dem Gadget der Boise State University ein neues Niveau
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Befestigung des innovativen E-Tattoos auf dem Unterarm (Foto: boisestate.edu) |
Boise (pte002/18.12.2025/06:05)
Mit einem winzigen elektronischen Aufkleber beziehungsweise E-Tattoo aus den Fasern des Kunststoffs PVBVA kontrollieren Forscher der Boise State University diverse Gesundheitsdaten. Das kleine Gerät produziert zudem selbst den Strom, den Sensorik und Sender benötigen, der die Daten an ein Smartphone schickt. "Unser E-Tattoo vereint Energiegewinnung, -speicherung und Biosignalüberwachung in einer einzigen Plattform und ebnet damit den Weg für selbstversorgende Wearables", so Forscher Ajay Pratap.
Strom durch Körperbewegung
Die Fasern sind mit MXenen beschichtet. Diese neuartige Klasse zweidimensionaler Nanomaterialien, besteht aus Metallkarbiden, Nitriden oder Carbonitriden. Die Kombination erzeugt, sobald das E-Tattoo bewegt wird, Strom, der in einem winzigen Kondensator gespeichert wird und in das Gerät integriert ist. Dieser gibt seine Energie nach Bedarf ab. Das Tattoo wird direkt auf die Haut geklebt und ist mit zwei Sensoren ausgestattet, die die Herztätigkeit (EKG) und die elektrische Aktivität von Muskeln (EMG) misst. So lässt sich feststellen, ob Muskelschwäche oder -schmerzen von den Nerven oder von den Muskeln selbst herrühren.
Elektronische Tattoos sind ultradünne, flexible Geräte, die direkt auf der Haut haften und Anwendungen in den Bereichen Gesundheitsüberwachung, Mensch-Maschine-Schnittstellen und selbstversorgende Systeme ermöglichen. Die Neuentwicklung von Pratap, Doktorand von David Estrada, zeigt, wie fortschrittliche Materialien und additive Fertigung hochleistungsfähige, hautverträgliche Geräte für die Elektronik der nächsten Generation hervorbringen.
Verformung lässt E-Tattoo kalt
Durch die Integration von MXene in elektrogesponnene PVBVA-Fasern ist es dem Team gelungen, Energie über einen triboelektrischen Nanogenerator (TENG) zu gewinnen, der eine Spitzenleistungsdichte von 250 Milliwatt pro Quadratmeter hat. Im Gegensatz zu thermoelektrischen Geräten, die auf Wärmegradienten angewiesen sind, oder Photovoltaikanlagen, die Licht benötigen, gewinnen TENGs Energie direkt aus Bewegungen, wodurch sie sich ideal für tragbare Systeme eignen. Während aller Tests behielt das E-Tattoo seine mechanische Flexibilität, Atmungsaktivität und Haftfähigkeit auch bei längerem Tragen bei, selbst unter Dehnung, Kompression und Verdrehung.
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