Elektroden, die sich direkt auf die Haut malen lassen, könnten es künftig erleichtern, Daten zu Gesundheit oder Fitness zu erheben. Ein Forschungsteam der Pennsylvania State University hat zu diesem Zweck eine leitfähige Farbe entwickelt, die sich anstelle starrer Elektroden oder Pflaster auftragen lässt. Der Vorteil: Die Farbe nimmt Körpersignale wie den Herzrhythmus oder Muskelaktivität zuverlässiger auf als herkömmliche Techniken, weil sie lückenlos mit der Haut verbunden ist, flexibler auf Bewegungen reagieren kann und sich auch beim Schwitzen nicht ablöst. Ihre Erfindung haben die Fachleute im Fachmagazin »Proceedings of the National Academy of Sciences« veröffentlicht.

Für die Aufnahme von Vitalwerten, etwa von Herztönen per Elektrokardiogramm (EKG), werden Sensoren auf die Haut aufgebracht, die elektrische Signale weitergeben. Um den Kontakt zur Haut herzustellen, verwendet man oft Pflaster. Wenn die Aufzeichnung über mehrere Stunden erfolgt oder die Personen bei der Messung stark schwitzen, etwa bei körperlichen Aktivitäten, können sich die Pflaster aber ablösen oder Daten unzuverlässig übertragen.

Eine leitfähige Farbe, die auf einer Mischung verschiedener Polymere basiert, soll diese Lücke im wahrsten Sinne des Wortes füllen. Die Farbe wird direkt auf die Haut aufgemalt und passt sich Unebenheiten daher automatisch an. Da das Polymer dehnbar ist, reißt es auch bei Bewegungen nicht ab. Das elektronische Bauteil, das Signale aufzeichnet, ist nicht über Kabel, sondern einen aus Silberfasern gewebten Stoff verbunden, der genau wie die Haut einfach übermalt wird. Dies stellt eine nahtlose Verbindung her.

Das Team um Ingenieurin Wanqing Zhang testete die aufmalbare Elektrode anhand verschiedener Einsatzfälle: So erstellten sie Elektrokardiogramme von Probanden über zwölf Stunden und bei verschiedenen Aktivitäten, zeichneten die Herzfrequenz beim Laufen auf dem Laufband auf, maßen die Muskelaktivität beim Gewichtheben und fertigten Elektroenzephalogramme an, bei denen über die Kopfhaut die Hirnaktivität gemessen wird. Per Gestenerkennung ließ sich außerdem eine Roboterhand steuern.

Ein Detail, das zunächst wie reine Spielerei erscheinen mag: Das Polymer lässt sich beliebig einfärben und in vielfältigen Formen aufbringen. Das könne das Tragen eines Pflasters für regelmäßige Anwendungen auch für Kinder attraktiv machen, betonen die Forschenden.