Forschungsgruppen

der Abteilung Biomimetic Membranes and Textiles
Wearable Technologies
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Die WT Gruppe entwickelt intelligente, tragbare und sensorbestückte Messsysteme, um die Entwicklung neuer Materialien und Modelle anzustossen und zu validieren. Dies beinhaltet die Integration von Elektronik und Sensoren in Textilien und die Verbesserung von textilen Systemen durch Forschung mit hochentwickelten Messpuppen.

Die Integration von Sensoren erfolgt sowohl durch traditionelle textile Herstellungsprozesse als auch neue Technologien, wie zum Beispiel Laserschweissen und 3D-Druck. Die Verwendung von Sensoren basierend auf elektrisch leitfähigen, als auch optischen Fasern ermöglicht deren nahtlose Integration in Alltagstextilien und somit Langzeitmessungen von Körperdaten.

Zusätzlich werden analytische Tools wie Mikrocomputer Tomographie und Computersimulation verwendet, um die Integration von Textilien mit dem Körper näher zu untersuchen und zu verstehen. Sensorbestückte Messsysteme, gekoppelt mit einem Thermo-physiologischen Computermodell, ermöglichen die Charakterisierung und Weiterentwicklung von Bekleidungssystemen sowie die physiologische Interpretation der Resultate.

Body Monitoring
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Das Forschungsziel der Gruppe "Body Monitoring" ist es, neuen Lösungen für eine zuverlässige und kontinuierliche Messung von physiologischen Messwerten zu entwickeln. Dies geschieht hauptsächlich basierend auf Daten von flexiblen und in Textilien intergrierten Sensoren, welche von den Partnerforschungsgruppen entwickelt werden. Basierend auf den verschiedenen physiologischen Parametern werden weitere empirische Modelle basierend auf den Ansätzen der Statisik und des maschinellen Lernens hergeleitet.

Weiter werden die thermischen Interaktionen des menschlichen Körpers mit seiner Umgebung sowie deren Einfluss auf das thermische Komfortempfinden und Hitzestress mit mathematischen Modellen für thermo-physiologische Reaktionen abgeschätzt. Für diese Modelle werden Bekleidungsmodelle entwickelt, welche thermische Phänomene im Bekleidungsmikroklima exakt simulieren. Diese Modelle werden basierend auf Daten von Probandenstudien validiert und liefern einen essentiellen Beitrag zur Weiterentwicklung von Textilien und Bekleidungssystemen, wie auch für neue Konzepte zur Überwachung des menschlichen Körpers.

Optofluidics
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Diese Gruppe entwickelt integrierte Mikrofluidik-Systeme für das passive Ansammeln von Flüssigkeiten auf non-invasive Art, kombiniert mit hochleistungsfähigen optischen Sensoren zur Überwachung der relevanten Biomarker in klinischen und Sportumgebungen. Das Hauptmerkmal besteht in der Verwendung schneller Prototypen-Techniken, wie zum Beispiel der 3D-Drucker, für die individuelle Anpassung der Geräteleistung gemäss der jeweiligen Anwendung.

Unser Fachwissen umfasst unter anderem: die Synthese und Entwicklung optischer Wandler, die Konjugation mit geeigneten Rezeptoren, die Kontrolle der optischen Messverteilung innerhalb von weichen und bioinerten Materialien durch die Konrolle der Reaktivität an der Mess-/Matrix-Schnittstelle und die Charakterisierung von Messleistung.

Parellel dazu erforschen wir die Assemblierung von non-kovalenten und kovalenten Interaktionen bei der Bildung von Hydrogelfasern und dreidimensionalen Konstrukten über mikrofluidisches Nassspinnen und 3-D-Drucken, um neuartige biosichere Materialien zur Gewebezüchtung zu erhalten.

Adaptive Textiles & Hydrogels
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Die Aktivitäten der Fachgruppe konzentrieren sich auf die Entwicklung von adaptiven, hybriden Materialien, mittels Einfügung von funktionellen Einheiten und Nanopartikeln in Polymeren. Unsere Kernkompetenzen sind Materialien und Substanzen, welche mit Licht interagieren: optische Fasern, Luminophoren und fotochrome Moleküle. Wir steuern die optischen und mechanischen Eigenschaften der Materialien, indem wir Nanopartikel (speziell Aluminosilicate) mit aktiven Substanzen kombinieren. Unser Ziel ist die Entwicklung von hybriden Materialien zur Anwendung als anregungsabhängige Medikamentenabgabe oder chemische- und Biosensoren.
Biophysical Skin Modelling
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Die Fachgruppe erforscht die Wechselwirkungen zwischen der menschlichen Haut und Materialen und entwickelt  neuartige mechanische Hautmodelle, in-vitro Hautmodelle sowie theoretische Modelle, um das Verhalten der Haut realistisch zu simulieren. Die verschiedenen Modelle werden in Materialentwicklungen eingesetzt und dienen als Grundlage für die detaillierte Charakterisierung von Materialien und Oberflächen auf makroskopischer und mikroskopischer Ebene. Typische Projekte betreffen die Entwicklung von neuen, bio-inspirierten Materialien, die hautfreundliche Oberflächeneigenschaften mit besonderen Funktionalitäten kombinieren, beispielsweise für Anwendungen in der Medizin oder im Sport.



Dr. Luciano Boesel

Dr. Luciano Boesel
Teamleiter

Adaptive Textiles & Hydrogels

Telefon: +41 58 765 7393