Was wir tun: So bauen wir Brücken in die Zukunft.

Intelligente Textilien messen den Puls

In Kleidung eingebaute Sensoren können helfen, den Gesundheitszustand einer Person laufend zu überwachen. Das Institut für Textilchemie und Textilphysik und der Bereich Mikroelektronik und Implantierbare Systeme haben einen textilbasierten Sensor entwickelt, der die Herzfrequenz automatisch messen kann.

Das Team um Elektroniker Thomas Ußmüller vom Institut für Mechatronik hat nun auf Basis dieser innovativen Messelektrode einen batterielosen Sensor zur Herzfrequenzmessung entwickelt. Als Grundlage dafür dient ein in Innsbruck entworfener passiver RFID-Chip, der die Energie des Lesegeräts nutzt, um die Daten an den Empfänger zu senden. Der Trick dabei: Die eingebaute Elektronik ist so energieeffizient, dass die über die Luft eingesammelte Energie für den Datentransfer ausreicht.

Medizinische Sensoren wie der neue, in Textilien eingewobene Herzfrequenzmesser können ohne Batterie und beeinträchtigende Kabel betrieben werden und leisten so einen wichtigen Beitrag zum Gesundheitsmanagement.

Biologicals rascher analysieren

Arzneistoffe, die mit Mitteln der Biotechnologie und gentechnisch veränderten Organismen hergestellt werden, gehören zu den wachsenden Geschäftsfeldern der Pharma- und Biotechnologieindustrie. In der Entwicklung müssen Biomoleküle, die als Wirkstoff beim Menschen zum Einsatz kommen sollen, im Labor genau, rasch und kostengünstig analysiert werden.

Ein Team um Tobias Rainer vom Institut für Organische Chemie entwickelt miniaturisierte Durchfluss-Reaktoren, mit denen Biomoleküle vollautomatisch massenspektrometrisch analysiert werden können. Sie können helfen, potenzielle Wirkstoffe rascher zu identifizieren und neue Arzneistoffe schneller auf den Markt zu bringen.

Natürlicher Klebstoff für die Medizin

Die Natur hat sehr effiziente Lösungen gefunden, um es Lebewesen zu erlauben, sich an Oberflächen festzuhalten. Diese Idee wollen Wissenschaftler des Instituts für Zoologie kopieren und einen natürlichen Klebstoff entwickeln, der in feuchter und nasser Umgebung gut haftet und auch wieder gelöst werden kann.

Die biologische Inspiration holen sie sich dabei von freilebenden Plattwürmern, die die herausragende Fähigkeit besitzen, sich sehr fest an jede beliebige Oberfläche festzukleben und wieder loszulassen. Der neu entwickelte Klebstoff wird auf und innerhalb des menschlichen Körpers funktionieren und besonders bei Operationen interessant sein.

Klimawandel besser verstehen

Die Wetter- und Klimamodelle wurden für das flache Land entwickelt. Gebirge nehmen aber Einfluss auf Luftströmungen und verändern damit das Wetter. Meteorologen sind deshalb bemüht, die Auswirkungen von Gebirgen besser zu verstehen und in den Modellen abzubilden.

Das Tiroler Inntal und die umgebenden Regionen sind ein idealer Ort, um diese Phänomene im Detail zu studieren. In einer breiten, von Mathias Rotach koordinierten Messkampagne werden 2024 und 2025 internationale Forschungsteams hier mit verschiedenen Methoden umfangreiche Messungen durchführen.

Mit den Ergebnissen können die Wetter- und Klimamodelle verbessert werden, die Grundlage für die Vorhersage von Naturkatastrophen sind. Diese Modelle ermöglichen auch die richtige Vorbereitung auf klimatische Veränderungen, wie sie in den nächsten Jahren auf uns zukommen.

Lüftung kostengünstig regeln

Gebäude sind immer noch große Energieverbraucher. In Zeiten der Energiekrise sind energieeffiziente Lösungen deshalb besonders gefragt.

Am Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften entwickelt ein Team um Rainer Pfluger einen hochmodernen und gleichzeitig kostengünstigen Lüftungsregler, der nicht mit einem motorisch getriebenen verstellbaren Klappenblatt, sondern mit einem rotierenden Flügelrad arbeitet. Dieses baut durch Abbremsen des Rotors den Druckabfall auf und stellt dabei gleichzeitig auch die Energie für die Steuerung bereit. Angesteuert wird der Regler mittels Funk, was eine aufwändige Verkabelung erübrigt.

Neue verbesserte Schneesensoren

Die Gebirge binden wichtige Wasserressourcen und sichern die Wasserversorgung im Tal. Die genaue Bestimmung der dort vorhandenen Wassermengen ermöglicht eine bessere Planung der Wasserversorgung. Die Erhebung der Wasserreserven war bisher aber nur punktuell möglich.

In den vergangenen Jahren hat ein Forschungsteam um Paul Schattan den wissenschaftlichen Beleg erbracht, dass mit einer neuen Methode größere Flächen mit hoher Genauigkeit erhoben werden können. Dabei wird die Reflexion von Neutronen gemessen, die aus dem Weltraum auf die Schneefelder niederprasseln. Diese Methode wird nun verfeinert und so marktfähig gemacht