Intelligente Fäden für Gesundheit, Bau & Auto – deutsche Textilforschung führend
FKT-Chef Dr. Klaus Jansen: „Erste TechTex-Serienprodukte stehen vor der Einführung“ – Foto: S. George
Intelligente Textilien mit Sensorik- oder Leuchtfunktion sorgen als potenzieller Nischen- und Wachstumsmarkt jetzt zum zweiten Mal für Schlagzeilen: Nicht unbedingt als „Anzieh“-Elektronik, wie es Modemacher, Medien und Trendforscher vor etwa zehn Jahren prophezeit hatten, sondern eher als technisch-sinnvolle Anwendungen in Kliniken, Fahrzeugen und anderswo. Die Rede ist von faserbasierten Lichtleitern, Sensorgewebe und textilen Photovoltaik-Modulen.
Alle Fäden zu den sogenannten „Smart Textiles“, sprich Informationen zu optischen (leuchtenden), elektrisch leitenden und Energie erzeugenden Fasern und Geweben, laufen beim in Berlin ansässigen Forschungskuratorium Textil (FKT) zusammen. Dessen Chef Dr. Klaus Jansen nennt die von den Bundesministerien für Forschung bzw. Wirtschaft/Technologie unterstützte Anwendungsforschung in diesem Textilsegment weltweit führend. Entscheidende Impulse dafür kommen aus Instituten in Denkendorf, Greiz, Aachen und Chemnitz sowie aus der Industrie – allem voran aus dem Automotive-Bereich.
Nach Worten von Jansen habe die um das Jahr 2002 plötzlich einsetzende „Möglichkeits-Euphorie“ zu den Stichworten internetfähige Bekleidung bzw. Audio- oder Videoentertainment auf Textil jedoch „viel Porzellan zerschlagen“. Denn das technisch Wünschenswerte sei damals von Wissenschaft und Produktion kaum umzusetzen gewesen. Ausnahmen wie eine MP3-Jacke, beheizbare Unterwäsche, ein Kommunikationshandschuh zum Telefonieren über Bluetooth sowie mittlerweile auch Leuchtbänder oder Sensorteppiche bestätigten die Regel. Auch für das Bauwesen wurden erste faseroptische Messsysteme auf Basis expoxidharzgebundener Sensortextilien zur Langzeitüberwachung von Bauwerken und Brücken entwickelt.
Oft noch zu kostspielig und alltagsuntauglich
Die bislang vorliegenden Lösungen seien meist zu kostenintensiv, wenig zuverlässig und demzufolge noch nicht alltagstauglich, sagt der Textilforscher. „Sie möchten ein lichtleitendes oder sensorbestücktes Textil schließlich auch mal waschen: Doch noch immer passen gestickte Elektronik, Mechanik, Wasser und Chemikalien nicht zusammen…“, bedauert Jansen. Immerhin liefen seit 2007, so das FKT, nun im öffentlich geförderten Sektor verstärkt Projekte mit technischer Ausrichtung. Schon einige Jahre zuvor habe die Autoindustrie ihrerseits in Zusammenarbeit mit der Textilforschung begonnen, die Potenziale von textilen Leuchtflächen, Schaltern und gedruckten elektrischen Schaltungen für den Fahrgastinnenraum zu erschließen. Erste Serienprodukte stünden jetzt vor der Einführung.
Für Forschungsmanagerin Sabine Gimpel vom Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland – mit den Schwerpunkten Smart Textiles, Oberflächenfunktionalisierung und flexible Materialien – ist es mit Blick auf intelligente Kleidung (wearable electronics) „kaum noch einer Frage, ob, sondern wann solche ‚helfenden‘ Mikrosysteme auch in Textilien integriert werden“. Neben der Textilbranche selbst seien u. a. Information und Kommunikation, Elektronik, Energiewirtschaft, Medizin und Automotive wesentliche Treiber der Entwicklung. In der Folge entstünden laut Gimpel neue, spezialisierte Märkte wie in der Medizin die kontinuierliche Patientenüberwachung und Neugeborenen-Fürsorge.
Von Idee bis Produktion nur drei Jahre
Ein daraus abgeleiteter Forschungsschwerpunkt stellt beispielsweise die Multifunktionsintegration von Textilien in den Mittelpunkt – also Gewebe mit Mikrobauelementen, die neben Leuchten, Heizen und Kühlen auch über sensorische und aktuatorische Eigenschaften verfügen, zudem interaktiv sind. Wie die Greizer Smart Textile-Expertin betont, würden derzeit ebenfalls die Grundlagen für textile Farbstoffsolarzellen sowie Methoden zur Lichterzeugung durch LED oder OLED am Faden sowie durch Lichtleitfasern entwickelt.
Das TITV Greiz, das hochleitfähige und interaktiv reagierende Garne unter dem Markennamen ELITEX® entwickelt hat, kann auf einen smart –textilen medizinischen „Türöffner“ verweisen: einen Therapiehandschuh für Schlaganfallpatienten. Kern der Rehabilitationshilfe zur Langzeittherapie der sensomotorischen Leistungsverbesserung sind zehn gestickte Fingerelektroden, die mit einem elektronischen Steuergerät verbunden werden. Von der Idee bis zur Serienproduktion der Innovation, die vom Neural Plasticy Lab an der Ruhr-Universität Bochum initiiert wurde, vergingen nur drei Jahre. Wesentlicher Vorteil gegenüber dem bisherigen Handling mit einzelnen Klebeelektroden: Die im Handschuh integrierten textilen Elektroden, die mit leitfähigem ELITEX®-Garn aufgestickt und mit isolierten und knickbruchbeständigen Anschlussleitungen kontaktiert werden, lassen sich schon während der Herstellung individuell an die Hand des jeweiligen Patienten anpassen. Der Handschuh kann von ihm ohne Hilfe übergezogen werden; vorher musste medizinisch ausgebildetes Personal die einzelnen Elektroden jedes Mal anlegen. ++
Leuchtoveralls als Bühnenbekleidung für eine Drummer-Formation aus Berlin – (Quelle: STFi)
Weitere Informationen: www.textilforschung.de, www.titv-greiz.de,
www.mstonline.de/mikrosystemtechnik/smart-textiles, www.smarttextiles.net
