Intelligente Textilien "Smarte Textilien" sind nur noch eine Frage der Zeit

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Eine Jacke, die als MP3-Player dient, ein Handschuh zum telefonieren oder leuchtende Fäden auf LED- oder OLED-Basis. Deutschland ist führend in der Textilforschung.

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Bald am Start: Therapiehandschuh mit gestickten Fingerelektroden (Foto: TITV)
Bald am Start: Therapiehandschuh mit gestickten Fingerelektroden (Foto: TITV)

Die deutsche Textilforschung ist führend. Das zumindest behauptet Dr. Klaus Jansen, Chef der in Berlin beheimateten Forschungskuratorium Textil (FKT). Denn dort laufen alle Fäden zu den so genannten "Smart Textiles", also die Informationen zu optischen, elektrisch leitenden und Energie erzeugenden Fasern und Geweben zusammen.

Entscheidende Impulse kommen aus Instituten in Denkendorf, Greiz, Aachen und Chemnitz sowie aus der Industrie. Hier vor allem aus der Automobilbranche.

Eine MP3-Jacke oder ein Handschuh zum telefonieren

Prototyp einer biegsamen Solarzelle von der Textilforschung in Krefeld (Foto: DNTW)
Prototyp einer biegsamen Solarzelle von der Textilforschung in Krefeld (Foto: DNTW)
Nach Worten von Jansen habe die um das Jahr 2002 plötzlich einsetzende „Möglichkeits-Euphorie“ zu den Stichworten internetfähige Bekleidung oder 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.

Elektronische Textilien sind noch nicht alltagstauglich

Leuchtoveralls als Bühnenbekleidung für eine Drummer-Formation aus Berlin (Foto: STFi)
Leuchtoveralls als Bühnenbekleidung für eine Drummer-Formation aus Berlin (Foto: STFi)
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.

Neue Möglichkeiten in der Patientenübewachung oder Neugeborenen-Fürsorge

Für Forschungsmanagerin Sabine Gimpel vom Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland (TITV) – mit den Schwerpunkten Smart Textiles, Oberflächenfunktionalisierung und flexible Materialien – ist es mit Blick auf intelligente Kleidung, auch Wearable Electronics genannt, „kaum noch eine Frage, ob, sondern wann solche ‚helfenden‘ Mikrosysteme auch in Textilien integriert werden“.

Neben der Textilbranche selbst seien 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 der Idee bis zur Produktion sind es nur drei Jahre

Experimentelle textile Leuchtfläche unter Verwendung von Elitex-Fäden aus Greiz (Foto: TITV)
Experimentelle textile Leuchtfläche unter Verwendung von Elitex-Fäden aus Greiz (Foto: TITV)
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.

Smart-textiler medizinischer Türöffner

Bald am Start: Therapiehandschuh mit gestickten Fingerelektroden (Foto: TITV)
Bald am Start: Therapiehandschuh mit gestickten Fingerelektroden (Foto: TITV)
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.

Handschuhe lassen sich individuell an Patienten anpassen

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.

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