Gefahrstoffe: Handschuh bekennt Farbe

16.05.2013

Sicherheit hat in Labors und der Produktion höchste Priorität. Künftig müssen gefährdete Mitarbeiter nur einen Handschuh anziehen, um vor toxischen Stoffen gewarnt zu sein: Das intelligente Textil erkennt giftige Substanzen und zeigt dies auch gleich an.

Von empfindlicher Messtechnik bis hin zu Wärmebildkameras gibt es daher eine breite Auswahl an Lösungen, um vor Gefahrstoffen gewarnt zu werden. Künftig wird dieses Spektrum um eine pfiffige Lösung erweitert, die einfach zu handhaben ist und ohne Stromzufuhr auskommt: Forscher der Fraunhofer-Einrichtung für Modulare Festkörper-Technologien EMFT in Regensburg haben einen Handschuh entwickelt, der erkennt, ob sich toxische Stoffe in der Umgebungsluft befinden.

Der Schutzhandschuh wird mit den geeigneten Sensormaterialien ausgerüstet und zeigt das Vorhandensein von Gefahrstoffen durch eine Farbänderung an. Dabei passen die Wissenschaftler die Materialien auf die entsprechenden Analyten, und damit an die Anwendung, an. Der Farbwechsel, zum Beispiel von farblos (ohne Gefahrstoff) zu blau (mit Gefahrstoff) warnt den Mitarbeiter umgehend. »Durch Synthese der passenden Sensorfarbstoffe können wir Gase wie zum Beispiel Kohlenmonoxid oder Schwefelwasserstoff nachweisen“, erläutert Doktor Sabine Trupp, Leiterin der Fraunhofer EMFT Gruppe Sensormaterialien.

Ausgelöst wird der Warnhinweis durch einen in den Handschuh integrierten Indikatorfarbstoff, der auf das Vorliegen von Analyten – in diesem Fall sind das die Gefahrstoffe – mit einem Farbwechsel reagiert. Um Textilien mit sensorisch aktiven Farbstoffen auszurüsten, nutzen die Experten von der EMFT verschiedene Techniken: Die Sensorfarbstoffe werden mit den üblichen Färbe- und Druckverfahren auf der Kleidung aufgebracht, beispielsweise durch das Fixieren im Tauchbad. Zuvor passen die Forscher die Farbmoleküle durch gezielte chemische Modifikation an die jeweiligen Fasereigenschaften des Textils an. Alternativ lassen sich die Textilien aber auch mit Sensorpartikeln beschichten, die mit Sensorfarbstoffen ausgestattet wurden. Hierfür integrieren die Wissenschaftler die Farbstoffmoleküle entweder in kommerzielle Pigmente oder sie bauen diese vollständig synthetisch auf. Die Verarbeitung der Pigmente erfolgt dann nach den üblichen Textilveredelungsverfahren; beispielsweise eignen sich die Sensorpartikel auch für den Siebdruck. »Für welche Variante wir uns entscheiden, richtet sich nach den Anforderungen der geplanten Anwendung«, sagt Trupp.

Die Expertin hat bereits neue Ideen, wie sich die Lösung weiterentwickeln ließe. Beispielsweise könnte ein in Textilien integriertes miniaturisiertes Sensormodul Gefahrstoffe registrieren, die Messwerte speichern und auch an eine zentrale Einheit übertragen. So ließe sich über einen längeren Zeitraum hinweg dokumentieren, wie häufig eine Person in einem gefährdeten Umfeld giftigen Konzentrationen ausgesetzt war.

COMPAMED.de; Quelle: Fraunhofer Gesellschaft