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Jahresbericht 2021

Entwicklung fadenförmiger Sensor- und Aktorsysteme
Development of fiber-based sensor and actuator systems

• Entwicklung fadenförmiger textil- und verbundwerkstoffkompatibler Sensoren und Aktoren / Tailored
fiber-based textile- and composite compatible sensors and actuators
• Elektromechanische Modellierung fadenförmiger Sensorsysteme / Electro-mechanical modeling of fiber-
based sensor systems

• Einstellung des Übertragungsverhaltens von Sensorgarnen durch Materialmodifikation oder textile
Weiterverarbeitung / Adjustment of the sensor yarns' properties by material modification or textile processing

Das breite Anwendungsspektrum textilbasierter rungsspezifische Wandlercharakteristik als auch die
Materialien, wie endlosfaserverstärkter Kunststoff- Haftungseigenschaften als Grenzschicht zum umge-
verbunde (FKV), Textilmembranen, Textilbeton oder benen (Matrix-)Material, definiert eingestellt. Mit den
Medizin- und Schutztextilien, lässt sich durch die Inte- am ITM entwickelten textilen Sensoren können hier-
gration von aktiven textilen Funktionskomponenten bei sowohl spezifische physikalische Parameter wie
in einem großen Umfang weiter steigern. Die Kombi- Dehnung, Temperatur oder Feuchte für Anwendun-
nation von passiver lastabtragender textiler Struktur gen im Bereich der Strukturüberwachung als auch
mit (elektrisch) aktiven Funktionselementen, wie Sen- komplexere physiologische Parameter wie der Lac-
soren, Aktoren und weiteren elektronischen Kom- tatgehalt für bspw. sportmedizinische Anwendungs-
ponenten, ist aktueller Gegenstand grundlegender gebiete detektiert werden. Die anwendungsspezi-
und anwendungsorientierter Forschungsaktivitäten fisch entwickelten textilen Aktoren sind in der Lage,
am ITM. Textilbasierte fadenförmige Sensoren und sowohl hohe Kräfte zu übertragen (FGL-basierte oder
Aktoren stellen bedingt durch ihre für viele Anwen- hochverdrehte entropieelastische Aktoren) als auch
dungen erforderlichen Kriterien: kurze Reaktionszeiten zu ermöglichen (Dielektrische
Elastomeraktoren).
• Strukturflexibilität und Skalierbarkeit sowie

• geringe Fertigungskosten infolge vollautomati-
scher Herstellbarkeit der fadenförmigen Funkti-
onselemente und der funktionalisierten textilen
2D- und 3D-Strukturen

für eine Vielzahl großtechnisch relevanter Einsatzge-
biete hochinnovative Alternativen zu konventionel-
len elektronischen Bauelementen mit vergleichbarer
Funktionalität dar.

Auf dem Gebiet der Entwicklung fadenförmiger textil-
kompatibler Sensoren und Aktoren bestehen am ITM
umfangreiche Kompetenzen in den Bereichen theo-
retisch physikalischer Modellierung und Konzeptio-
nierung, textiltechnologischer Umsetzung sowie Cha-
rakterisierung der funktionalen teils mehrschichtigen
Filamentgarne. Hierbei werden mittels angepasster
Fertigungsverfahren, wie der Flecht-, der Bikompo- Schliffbild eines kapazitiven Sensorgeflechts mit vier
nentenspinn- oder der nasschemischen sowie galva- garnförmigen Elektroden / Microscopic cross-section of a
nischen Beschichtungstechnik, sowohl die anforde- capactive sensor braid with four conductive yarn electrodes

Aufnahme eines hochverdrehten, verzwirnten thermisch aktivierbaren Monofilaments und aus mehreren dieser
Zwirne geflochtener Aktor / Highly twisted, plied and wound thermally active monofilament and a shape memory wire with
a braided sheath of polyamide and copper for temperature control during activation

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