Smarter Schaumstoff misst Erschütterungen

Forscher haben einen speziellen Schaumstoff entwickelt, der mittels elektrischen Signalen Erschütterungen messen kann. Zum Einsatz kommen könnte er etwa im Sport oder beim Militär.

» Von Thomas Pichler (pte), 25.09.2017 14:42.

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In den USA sind NFL und College-Football in die neue Saison gestartet. Ein Thema, das in letzter Zeit abseits des Spielgeschehens für grosse Diskussionen sorgte, ist das Risiko von Gehirnerschütterungen durch harte Zusammenstösse. Forscher der Brigham Young University (BYU) haben dafür einen Schaumstoff entwickelt, der helfen soll, dieses Risiko genauer abzuschätzen und dadurch Sportler vor bleibenden Schäden zu bewahren. In Helm und Schulterpolster verbaut, misst dieser dazu sehr genau, was beispielsweise bei harten Tacklings wirklich passiert.

Daten statt nur Beschleunigung

Da wiederholte Gehirnerschütterungen Langzeitschäden zufolge haben können, ist im American Football in den vergangenen Jahren das Augenmerk auf einen sicheren Umgang mit potenziellen Gehirnerschütterungen gestiegen. Auch technische Hilfsmittel kommen zunehmend zum Einsatz. «Herkömmliche Messysteme, die heute auf dem Markt sind, messen direkt die Beschleunigung, aber nur die Beschleunigung zu messen, reicht nicht und kann sogar fehlerhaft sein», meint Jake-Merrell, Maschinenbau-Doktorand an der BYU.

Der neuartige Schaumstoff verpricht nun genauere Daten. Die Entwicklung ersetzt die herkömmlichen stossdämpfenden Pads in Helm und Schulterpolster. Er misst mittels elektrischen Signalen die Schwere eines Aufpralls und berücksichtigt dabei Beschleunigung, den genauen Ort des Aufpralls sowie – als erste Lösung überhaupt – Stossenergie und Stossgeschwindigkeit, allesamt mit 90-prozentiger Genauigkeit. Die in Echtzeit gesammelten Daten übermittelt der Smartschaum drahtlos an ein Tablet oder anderes Gerät, auf dem ein Mitglied des Betreuerstabs dann innerhalb weniger Sekunden sieht, ob Anlass zur Sorge ob einer möglichen Gehirnerschütterung besteht.

Nützliche Nanopartikel

Möglich machen das Nickel-Nanopartikel, die bei stossbedingter Kompression des Schaumstoffs daran reiben und somit eine statische Aufladung bewirken. Die resultierende Spannung hängt dabei mit der Schwere eines Stosses zusammen. Eine Elektrode im Schaumstoff nimmt die Ladung auf, leitet das Signal an einen Mikrocomputer, der die Messungen dann eben kabellos an ein Gerät der Betreuer übermittelt.

Dieses Messprinzip ist allerdings nicht nur für Football-Spieler interessant. Laut BYU hat ein Unternehmen bereits begonnen, mit dem Schaumstoff ausgestattete Taekwondo-Westen herzustellen, um Treffer zu werten. Mit der US Army wiederum arbeitet Merrell an Einlagen, die helfen sollen, biomechanische Belastungen zu verstehen, um orthopädischen Problemen besser vorbeugen zu können.

(pressetext.com)

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