3D

Jun 12, 2023

Unabhängig davon, ob Sie Sportler sind oder unter Fußschmerzen leiden, ist es wichtig, Bereiche mit hohem Druck in den Sohlen Ihrer Schuhe zu beseitigen. Eine experimentelle Einlegesohle könnte helfen, indem sie zeigt, wo sich solche Bereiche bei verschiedenen Aktivitäten befinden.

Um eine „Druckkarte“ der Fußsohlen einer Person zu erstellen, lässt sie derzeit ein Spezialist in einer Fußklinik barfuß über eine druckempfindliche Bodenmatte laufen. Anschließend werden für den Patienten maßgeschneiderte Einlagen angefertigt, die so geformt sind, dass sie den Druck in den Bereichen des Fußes verringern, in denen er am meisten auftritt.

Obwohl dieses System einwandfrei funktioniert, spiegelt das langsame Gehen über eine kurze Mattenstrecke nicht unbedingt wider, was jemand an einem typischen Tag mit seinen Füßen macht. Und für Sportler liefert es definitiv kein vollständiges Bild des Fußdrucks, den sie beim Laufen und Springen spüren.

Auf der Suche nach einer besseren Alternative entwickelten Wissenschaftler der Schweizer Forschungsinstitute ETH Zürich, Empa und EPFL die neuen Einlagen. Die Geräte werden in einem vorhandenen Paar Schuhe getragen und enthalten mehrere piezoelektrische Sensoren, die sich in Bereichen befinden, in denen normalerweise Druck auftritt.

Obwohl die aktuellen Prototypen fest mit einem Computer und einer Stromquelle verbunden sind, besteht die Idee darin, dass die endgültige kabellose Version mehrere Tage lang den ganzen Tag über getragen werden könnte, um Druckpunkte aufzuzeichnen und abzubilden. Diese Daten könnten dann verwendet werden, um einen 3D-gedruckten Satz individueller dauerhafter Einlagen herzustellen.

Tatsächlich sind die druckempfindlichen Einlegesohlen selbst 3D-gedruckt. Zunächst wird eine flexible Basisschicht aus Silikon- und Zellulose-Nanopartikeln aufgetragen. Als nächstes werden die Leiter mit einer leitfähigen Silbertinte auf diese Basis gedruckt. Anschließend werden die Sensoren mit einer Rußtinte auf die Leiter gedruckt. Abschließend wird zum Schutz der Elektronik eine weitere Schicht Silikon aufgetragen.

Dieses relativ einfache und kostengünstige Herstellungsverfahren ist eines der Hauptverkaufsargumente der Technologie, da es den Verkauf der Einlagen zu einem deutlich niedrigeren Preis als bestehende Produkte ermöglichen würde. Und in den bisherigen Tests haben die neuen Einlagen sehr gut abgeschnitten.

„Anhand der erfassten Druckmuster kann man erkennen, ob jemand geht, rennt, Treppen steigt oder sogar eine schwere Last auf dem Rücken trägt – dann verlagert sich der Druck eher auf die Ferse“, sagt Gilberto Siqueira von Empa und ETH. Leiter der Studie.

Ein Artikel über die Forschung wurde kürzlich in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht.

Quelle: Empa