Biegsame und atmungsaktive Magnetoelektronik: Auf dem Weg zur elektronischen Propriozeption

• Antragsteller: Professor Dr. Leonid Ionov; Dr. Denys Makarov
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448202691

Erweiterte - Realität - Gadgets, z.B. Microsoft HoloLens oder Oculus Rift-Geräte werden in unserer informationsintensiven Gesellschaft immer häufiger verwendet, um Daten zu erfassen und zu verarbeiten. Obwohl es bei der Realisierung und den Demonstrationen beeindruckend ist, liegt der offensichtliche Nachteil moderner Erweiterte-Realität-Geräte, die typischerweise auf optischen Erfassungssystemen beruhen, in ihrer Sperrigkeit, Schwere und der hohen Anforderungen an einen Bediener, der sich in der Sichtlinie des Geräts befinden muss. Wir gehen davon aus, dass zukünftige Erweiterte-Realität-Systeme auf kompatible On-Skin-Interaktions-Elektronik angewiesen sind, die noch entwickelt werden muss. In diesem Projekt werden wir haptisch nicht wahrnehmbare Geräte auf der Haut entwickeln, die unsere natürliche propriozeptive sensorische Fähigkeit zur Bewegungserkennung nachbilden.Diese neuartigen magnetosensitiven Smart Skins sollten so realisiert werden, dass sie unsere täglichen Aktivitäten beim Tragen auf der Haut nicht stören. Diese Aussage bedeutet notwendigerweise, dass die prospektiv biegsame Magnetoelektronik nicht nur mechanisch nachgiebig, sondern auch atmungsaktiv werden sollte, z.B.: Ermöglichen der Wasserverdampfung und des Sauerstofftransports. In dieser Hinsicht sollten Polymerfolien, die typischerweise auf dem Gebiet der flexiblen Elektronik verwendet werden, durch ultradünne textilähnliche Materialien ersetzt werden. Diese wiederum sollten die Realisierung von Hochleistungs-Magnetfeldsensoren unterstützen. Wir schlagen vor, dass Fasermaterialien die am besten geeigneten Substrate sind, um dieses Ziel zu erreichen und atmungsaktive und hochkonforme Magnetfeldsensoren zu realisieren.Daher werden wir als Hauptziel dieses Projekts die Möglichkeit untersuchen, Hochleistungs-Magnetfeldsensoren auf Fasermaterialien zu realisieren. Darüber hinaus liegen keine Daten zur Realisierung von atmungsaktiven Permanentmagneten vor, die für Anwendungen auf der Haut mit konformen Magnetfeldsensoren benötigt werden. Daher streben wir letztendlich die Entwicklung des gesamten Systems an, das atmungsaktive Magnetfeldsensoren enthält, die in Verbindung mit atmungsaktiven Magneten arbeiten. Im Speziellen,1 / Wir wollen den Zusammenhang zwischen der chemischen Natur von Polymeren, der Struktur elektrogesponnener Matten und ihren mechanischen Eigenschaften grundlegend verstehen.2 / Wir untersuchen die Möglichkeit, Hochleistungs-Magnetfeldsensoren auf elektrogesponnenen Matten mit poröser Struktur und hohen lokalen Krümmungen an der Stelle einzelner Fasern zu realisieren.3 / Wir streben die Herstellung von nachgiebigen und atmungsaktiven Permanentmagneten an und werden das Zusammenspiel der mechanischen Eigenschaften (Stabilität, zyklische Leistung) von laminierten magnetischen Verbundwerkstoffen und ihrer magnetischen Leistung (nicht nur Stärke, sondern auch räumliche Symmetrie der magnetischen Streufelder) untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen