Pro­gram­mier­ba­re Mate­ria­li­en für Orthe­sen und Prothesen

Das Thema Dämpfung spielt beim Bau von Orthesen und Prothesen eine große Rolle. Werden bisher verschiedene Bauteile und Materialien verwendet, um auf den Träger individuell abgestimmte Dämpfungseigenschaften der Orthesen und Prothesen zu erzeugen, setzen Wissenschaftler des Fraunhofer-Forschungsclusters Programmierbare Materialien auf die Verbindung von Logik und Material.

Wie das an der For­schung betei­lig­te Fraun­ho­fer-Insti­tut für Betriebs­fes­tig­keit und Sys­tem­zu­ver­läs­sig­keit LBF mit­teilt, legt das For­schungs­clus­ter aktu­ell wis­sen­schaft­li­che Grund­la­gen für Werk­stof­fe, die tech­ni­sche Sys­te­me aus vie­len Bau­tei­len und Mate­ria­li­en durch ein ein­zel­nes, lokal kon­fi­gu­rier­tes Mate­ri­al erset­zen kön­nen und deren dyna­mi­sche Dämp­fungs­ei­gen­schaf­ten sich je nach Situa­ti­on selbst­stän­dig rever­si­bel ändern.

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„Funk­tio­na­li­tä­ten wer­den direkt in die Struk­tur des Mate­ri­als ein­pro­gram­miert und erset­zen so kom­plet­te Sys­te­me inklu­si­ve Sen­so­ren, Akto­ren und Ener­gie­ver­sor­gung“, erklärt Dr. Wil­liam Kaal, der als Grup­pen­lei­ter am Fraun­ho­fer LBF an die­ser inno­va­ti­ven Tech­no­lo­gie forscht, auf Nach­fra­ge der OT-Redak­ti­on. „Die viel­sei­ti­gen Mög­lich­kei­ten pro­gram­mier­ba­rer Meta­ma­te­ria­li­en, ins­be­son­de­re pro­gram­mier­ba­rer Dämp­fungs­ma­te­ria­li­en, bie­ten für die Ortho­pä­die-Tech­nik inter­es­san­tes Anwen­dungs­po­ten­zi­al, da das Mate­ri­al­ver­hal­ten auf die indi­vi­du­el­len Bedürf­nis­se des Nut­zers zuge­schnit­ten und situa­ti­ons­ab­hän­gig ein­ge­stellt wer­den kann.“

Die neu­en Werk­stof­fe basie­ren auf mikro­sko­pi­schen Ein­heits­zel­len. Deren Funk­tio­na­li­tät, bei­spiels­wei­se die beschleunigungs‑, deh­nungs- oder tem­pe­ra­tur­ab­hän­gi­ge Dämp­fung, beru­he auf mikro­me­cha­ni­schen Effek­ten, so das Insti­tut, wel­ches die­se funk­tio­na­li­sier­ten Ein­heits­zel­len für seri­en­taug­li­che, pro­gram­mier­ba­re Mate­ria­li­en gestaltet.

Mit Unter­stüt­zung der Indus­trie hofft das LBF sei­ne Grund­la­gen­for­schung zu pro­gram­mier­ba­ren Mate­ria­li­en wei­ter ent­wi­ckeln zu können.

von Ruth Justen

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