Houskapreis 2017

Anerkennungspreis für:

Gedruckte Papiersensoren für intelligentes Holz, Hygiene und medizinische Systeme – JKU Linz (Projektleiter Dr. R. Schwödiauer), Kompetenzzentrum Holz GmbH, SCIO-Holding GmbH

Die Einreichung „Gedruckte Papiersensoren für intelligentes Holz, Hygiene und medizinische Systeme“ wurde im März für den Houskapreis nominiert und erhielt bei der Verleihung den mit € 10.000 dotierten Anerkennungspreis in der Kategorie Universitäre Forschung. Die Verleihung des Preises ist der vorläufige Höhepunkt der Erfolgsgeschichte einer interdisziplinären Zusammenarbeit von Materialphysikern, -chemikern und Ingenieuren und einer problemorientierten, angewandten Grundlagenforschung und hat ihre Grundlage im Projekt SWIPS (Smart Wood Impedanz Paper Sensors).

2015 konnte die Kompetenzzentrum Holz GmbH (Wood K plus) in der Förderschiene "Produktionsstandort OÖ: 2050: Industrie 4.0" mit SWIPS für 3 Jahre rund 380.000 € Förderungen für die Sensorentwicklung lukrieren. Gemeinsam mit der Abteilung Physik der Weichen Materie (SoMaP) der JKU als wissenschaftlicher Partner und der SCIO Holding GmbH als Spezialist für gedruckte Elektronik gelang es schnell ein Kompetenz- und Innovationsnetzwerk zur drucktechnischen Herstellung von kostengünstigen Impedanzsensoren aufzubauen und Sensoren auf imprägnierfähigem Papier herzustellen.

In Klebefugen eingebracht, kann mit dem Sensor eine in-situ Echtzeitanalyse der Vernetzungsreaktion des applizierten Bindemittels durchgeführt werden. Darüber hinaus wird durch den Verbleib des weiter voll funktionsfähigen Sensors die nachgelagerte laufende Überwachung von hochbelastbaren Holzverbund- Leichtbau-Systemen ermöglicht. Vergleichbare kommerzielle Sensoren können nicht für diese Zwecke eingesetzt werden, weil sie nicht wie Papier durch das Bindemittel durchdrungen werden können. Derartige Sensoren fungieren daher als Fremdkörper in der Klebefuge und verfälschen die Vernetzungsdynamik in den meisten Applikationen.

Die drucktechnische Herstellung der Sensorik auf Papier erlaubt eine einfache Anpassung für die verschiedensten Anwendungen und stellt somit eine flexible Technologieplattform dar. Die wissenschaftlichen Fragen werden dabei durch den Bedarf der oberösterreichischen Forst- und Holzwirtschaftsindustrie bestimmt um diese auf die Anforderungen von Industrie 4.0 vorzubereiten. Unmittelbare Anwendungen sieht das Forschungsteam daher in dem in-situ Monitoring der Vernetzungskinetik in der Holzwerkstoffindustrie speziell und in der Komposite-Industrie allgemein.

Das Forscherteam der SoMaP zeigte weiterhin, dass die papierbasierten Impedanzsensoren auch für die Detektion von Feuchte geeignet sind. Eine Langzeitdetektion der Feuchte in Leimfugen kann somit einfach realisiert werden und kann helfen die Lebensdauer der Verbundwerkstoffe zu erhöhen.

Die Projektpartner verfolgen eine aktive Strategie zur Weiterentwicklung des Sensorsystems mit Alleinstellungsmerkmal, das der österreichischen Forst- und Holzindustrie auf dem Weg zu intelligenten Holzprodukten und Kompositen Wettbewerbsvorteile verschaffen kann.

Längerfristig denkt das Team daran, den Einsatzbereich der Sensoren auf die Feuchtedetektion zu erweitern. Damit ergeben sich neben dem intelligenten Holz für die gedruckten Pa-piersensoren neue Anwendungsfelder z.B. in der Hygiene und für medizinische Systeme. Bereits als Prototypen realisiert sind intelligente Windeln, die anzeigen wann sie gewechselt werden sollten. Und auch Wundverbände sind denkbar, die aktiv mitteilen, wenn sie erneuert werden müssen. Für die Firma SCIO entsteht somit die Möglichkeit, mit der Produktion der gedruckten Sensoren in innovative und zukunftsweisende Geschäftsfelder zu expandieren, und Produkte von der Forst- und Holz- zu Hygienebedarfs und Medizintechnikindustrie auf den Markt zu bringen.

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www.uar.at/de/news/news/news-detail/jku-projekte-mit-uar-beteiligung-fuer-houskapreis-nominiert