Der Magnetsinn ist bei Bakterien und Insekten verbreitet. Sogar einige Wirbeltiere wie Vögel und Haie haben diese Fähigkeit, Magnetfelder zu detektieren und für die Orientierung und Navigation zu nutzen. Der Mensch verfügt natürlicherweise nicht über ein Sinnesorgan für magnetische Felder. Doch Dr. Denys Makarov vom Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW) und sein Team haben nun eine elektronische Haut mit einem Magnetsensor entwickelt, die es dem Inhaber ermöglicht, mit einer Art sechstem Sinn statische und dynamische Magnetfelder wahrzunehmen.

Flexibler und robuster geht’s nicht mehr

Die neuen Magnetsensoren sind weniger als zwei Mikrometer dick. Mit einem Gewicht von nur drei Gramm pro Quadratmeter können sie sogar auf einer Seifenblase schweben. Sie können gefaltet und gebogen werden und halten dabei extreme Krümmungsradien von weniger als drei Mikrometer aus, ohne dass die Funktionalität beeinträchtigt wird.

Um das zu demonstrieren haben die Forscher die Sensoren wie Papier zwischen den Fingern zerknüllt. Wenn man die Sensoren auf ein Gummiband aufbringt, kann man sie mehr als 270 % dehnen, und das mehr als tausend Mal, ohne dass sie Schaden nehmen.

Diese mechanische und funktionelle Robustheit wird durch die Verwendung einer ultradünnen, flexiblen und widerstandsfähigen Polymerschicht als Unterlage erreicht.

"Wir haben eine Interaktionsplattform zwischen Mensch und Maschine entwickelt, die berührungslos ist und auf die Haut aufgebracht werden kann", sagt Michael Melzer, der als Doktorand im Team von Denys Makarov tätig ist. "Das eröffnet ein großes Anwendungsfeld für Bewegungssensoren bei Soft-Robotern oder bei funktionellen medizinischen Implantaten sowie für Magnetsensoren, die direkt auf die Haut aufgebracht werden."

Diese mechanisch extrem robusten, ultradünnen magnetischen Sensoren sind ideal geeignet für tragbare, aber unauffällige Orientierungs- und Manipulationshilfen, so Prof. Dr. Oliver G. Schmidt. Er leitet im IFW Dresden das Institut für Integrative Nanowissenschaften.