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21.05.2021 | Keramik + Glas | Nachricht | Onlineartikel

Zahnimplantate und Brücken mit Piezokeramiken überwachen

Autor:
Leyla Buchholz
1:30 Min. Lesedauer

Mit den besonderen Eigenschaften der Piezokeramiken könnten viele Innovationen entstehen. In dem Projekt „Smart Co-Creation“ erarbeiten Forschende Ideen und Konzepte für Branchen, in denen das piezoelektrische Wundermaterial sinnvoll anwendbar ist.

Ob in Quarzuhren, als Einspritzsystem für Kraftfahrzeuge oder in Lautsprechern – Piezokeramiken sind seit Jahren Bestandteil moderner Technik. Und das zu Recht, schließlich hat das Material ganz außergewöhnliche Eigenschaften: Wird Druck auf die Piezokeramik ausgeübt, das Material also mechanisch belastet, entsteht eine Spannung. Und auch umgekehrt: Wenn eine Spannung angelegt wird, verändert sich die Form des Materials. Stromerzeugend und formwechselnd – ein Allrounder. Forschende des Fraunhofer IKTS und des Fraunhofer IZM wollen gemeinsam mit dem Hasso-Plattner-Institut sowie der FU Berlin im Rahmen des Projekts „Smart Co-Creation“ den Einsatz von Piezokeramiken vor allem für Entwicklungen in mittelständischen Unternehmen vorantreiben.

Das erste gemeinsame Brainstorming legte den Fokus auf medizinische Anwendungen: Piezokeramiken in intelligente Zahnimplantate einzusetzen, kann zu einem optimalen Monitoring der Implantate beitragen. Technisch funktioniert das wie folgt: Durch das Kauen wird mechanischer Druck auf die Keramik ausgeübt, wodurch eine elektrische Spannung erzeugt wird, die ausgewertet werden kann. Gibt es Unregelmäßigkeiten oder Schäden in dem zahnmedizinischen Gebilde, verändert sich diese Spannung – sofort kann gehandelt werden, ohne dass größerer Aufwand entsteht. Piezokeramiken eignen sich auch zur Überwachung großer Infrastrukturen. Sie können beispielsweise die Vibrationen von Brücken aufnehmen. Veränderungen der Schwingungsmuster zeigen Schäden an. So wird der Brückenzustand überwacht und Reparaturen können noch vor dem Eintreten gravierender Schäden durchgeführt werden.

Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Die Projektleitung obliegt dem Fraunhofer IKTS, während das Projekt Teil des Innovationsnetzwerks smart³ ist.

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Quelle:
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