Smarte Textilien überstehen selten den Waschgang
Als vor zehn Jahren die erste Sportjacke mit integriertem MP3-Player, Kopfhörer und Mobiltelefon auf den Markt kam, wurde die „intelligente“ Kleidung als Zukunftstechnologie bejubelt. Doch Textilien mit elektronischen Funktionen auszustatten, ist nicht einfach. Sie müssen waschbar sein und echten Nutzen haben. Für beides entwickeln Forscher nun Lösungen.
In Stoffe eingearbeitete Chips ermöglichen neue Funktionen.
Foto: Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration
Es gibt ihn tatsächlich, den Handschuh für Wintersportler, die auch auf der Piste telefonieren wollen, ohne nach dem Handy kramen zu müssen. Über eingebaute Lautsprecher und ein Mikrofon spricht der Träger in den vorgehaltenen Handschuh. Dieser verbindet sich via Bluetooth mit dem Smartphone oder Handy. Ein integrierter Multifunktionsbutton hilft bei der Auswahl der Dienste. Der Vibrationsalarm am Handgelenk informiert über eingehende Anrufe.
Mit dem „kommunikativen“ Handschuh versuchen gleich mehrere Sportbekleidungshersteller, technikbegeisterte Kundschaft zu umgarnen. Bis zu 500 € muss man dafür allerdings hinlegen.
Für Hightechfans auf Skiern oder Fahrrad ist vielleicht der „Hövding“, zu Deutsch „Häuptling“ etwas. Statt eines Sturzhelms schützt ein um den Hals gelegter breiter Kragen den Kopf. In der Entwicklung stecken ein Airbag mit Gaszylinder und ausgefeilte Elektronik. Beschleunigungssensoren erkennen mithilfe spezieller Algorithmen fast jede Unfallsituation. Bei Kollision oder Sturz bläst sich die Halsmanschette blitzschnell wie eine Föhnhaube auf. Seit dem vorigen Jahr kann der Schutz die „CE”-Zulassung vorweisen und ist in der EU offiziell als Alternative zum klassischen Fahrradhelm zugelassen. Rund 400 € kostet der futuristische Kopfschutz, den zwei Designerinnen an der schwedischen Universität Lund entwickelt haben.
Kleidung, die mitdenkt, spricht, analysiert und handelt
Vor zehn Jahren wurde die erste Sportjacke, ausgerüstet mit integriertem MP3-Player, Kopfhörer und Mobiltelefon auf dem Catwalk vorgestellt. „Intelligente Kleidung“ wurde als Zukunftstechnologie bejubelt. „Kleidungsstücke, die selbstständig denken, sprechen, analysieren und handeln können, werden bald das Straßenbild bestimmen“, prophezeite das Bochumer Klaus-Steilmann-Institut für Innovation und Umwelt, das damals selbst an smarter Kleidung tüftelte. Bislang scheint sich aber erst eine kleine Schar von Konsumenten für den schlauen Schnickschnack erwärmen zu können.
Dass der Marktdurchbruch noch auf sich warten lässt, liege kaum an mangelnden Ideen für clevere Funktionen, konstatiert Christine Kallmayer, Gruppenleiterin „Elektronik in Textilien“ am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin. „Aber die Elektronik-Kleidung muss alltagstauglich sein, wenn sie am Markt bestehen will. Das fängt bei der Frage an, ob und wie ein solches Kleidungsstück waschbar ist.“ Noch sei das eine echte Herausforderung, so die Expertin.
Elektronik übersteht den Schonwaschgang
Die elektronischen Bauteile überstehen kaum die 60-Grad-Waschprogramme. Bleibt nur der Schonwaschgang, ohne Schleudern. Bei Elektronik-Textilien, die unmittelbar auf der Haut getragen werden oder leicht verschmutzen, ist das ein Problem. Es seien aber weniger Nässe oder Waschmittel, die die empfindlichen Elektronikbauteile belasten. Im Berliner Testlabor fand die IZM-Forscherin heraus: „Die enormen mechanischen Belastungen während des Schleuderns setzen der Elektronik zu.“ Diese wird zwar gekapselt, oft genug aber entpuppe sich der Übergang von der Verkapselung zu den Leiterbahnen als Schwachstelle. „Hier sind die einwirkenden Kräfte am größten“, sagt Kallmayer.
Für eine interaktive Fahrradjacke entwickelten die Forscher eine maßgeschneiderte Lösung: Ein aufs Textil laminierter dehnbarer Schaltungsträger auf Basis einer flexiblen Folie aus thermoplastischem Polyurethan nimmt Sensoren, Kupferleiterbahnen und LEDs auf. „Die Leiterplatte ist unempfindlich gegen Nässe und mechanische Belastung“, weiß IZM-Forscher Philipp Foerster.
Noch fehlen verbindliche Standards, an denen sich die Hersteller orientieren können. Eine weitere Herausforderung sind laut Kallmayer die Kosten: „Wir erhalten ständig Anfragen von Herstellern, wie man die Produkte verbessern kann. Oft lassen die Firmen jedoch durchblicken, dass sie die Kleidungsstücke samt Elektronik in Asien fertigen.“ Die Kundschaft verlange kostengünstige Ware, auch das erschwere das Vordringen in den Massenmarkt. Die Forscherin ist überzeugt, dass sich die intelligente Kleidung daher zunächst in Nischen etablieren wird: „Dort, wo man den Zusatznutzen wirklich braucht, im Gesundheitswesen oder bei Schutzkleidung.“
Ähnlich sieht das Heinrich Planck, Direktor am Institut für Textil- und Verfahrenstechnik im baden-württembergischen Denkendorf. Dort bauen die Forscher in Babystrampler und Feuerwehrjacken Sensoren ein, die Atmung, Herzschlag, Körpertemperatur und Hautfeuchte messen, die Daten per Funk weiterleiten und notfalls Alarm schlagen. „In mehreren Projekten haben wir den Nutzen erfolgreich in der Praxis demonstrieren können“, berichtet Planck.
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