Zukunftswelten 01.05.2009, 19:40 Uhr

Socke macht Schluss mit Fußpilz  

Textilforscher setzen auf Nanotechnologie, um Kleidungsstücken völlig neue Funktionen zu geben. Sie entwickeln leitende, leuchtende und isolierende Garne, um mobile Geräte zu vernetzen oder gar zu ersetzen. Ihre Textilien sollen vor Verkehrs- und Arbeitsunfällen schützen, den Puls von Sportlern messen und das EKG von Herzpatienten schreiben. Die Zukunft der Fußpilz-Behandlung dürfte nach diesen Plänen direkt in der Socke liegen. Obwohl es erste Produkte und Prototypen gibt, bleibt viel zu tun. VDI nachrichten, Berlin, 30. 4. 09, sta

Irgendwann wurde es den deutschen Schwimmern Helge Meeuw und Thomas Rupprath bei der letzten Schwimm-WM zu bunt. Weil sie ihre Wettkampfanzüge technologisch unterlegen sahen, starteten sie aus Protest in einfachen Nylon-Badehosen. Ergebnis: Sie gingen unter – jedenfalls im übertragenen Sinne. Die Zeiten der Sieger waren für sie unerreichbar. Denn ohne Hightech-Textilien ist im Schwimmen kein Spitzenplatz mehr drin. Alle der 2008 aufgestellten Weltrekorde – es waren über 100 – wurden in neuartigen Anzügen aufgestellt.

Im Sport entscheiden Textilien heute also über Sieg und Niederlage. Künftig sollen sie auch über Leben und Tod entscheiden. Etwa, indem sie Straßenbauarbeiter oder Kinder durch eine aktive Beleuchtung vor Unfällen schützen oder indem sie die Vitalfunktionen von Patienten, Neugeborenen oder Arbeitern in gefährlichen Umgebungen überwachen. Die Stoffe und Garne für solche Funktionen wollen Textilforscher mithilfe der Nanotechnologie kreieren.

Dr. Jan Beringer leitet die Abteilung „Textile Dienstleistungen und Innovationen“ am Hohenstein Institut. Das Institut hat seinen Sitz im schwäbischen Bönnigheim. Rund 240 Mitarbeiter erforschen dort die Zukunft der Kleidung. Sie versetzen Stoffe mit metallischen oder keramischen Nanopartikeln. Dadurch sollen die Textilien leiten, leuchten, isolieren, Bakterien abtöten und Strahlung filtern. Beringer steckt voller Ideen, was mit solchen Materialien alles möglich wäre. „Wir haben Jacken mit aufgenähten, flexiblen Solarzellen realisiert, die waschbar sind“, berichtet er. Zur Versorgung von MP3 Player, Handy & Co. schwebt ihm vor, künftig einen Schritt weiter zu gehen: „Die Jacke selbst könnte Strom erzeugen, wenn es gelingt, ihre Fasern mit Photovoltaik-Nanomaterial zu versetzen“, so der Forscher. Infrage kämen dafür Nanoröhrchen auf Kohlenstoffbasis (Carbo-Nano-Tubes). Textile Leiterbahnen könnten die gewonnene Energie dann abführen. „Ob und wann auch gleich der ganze MP3 Player oder zumindest seine Bedienelemente in die Textilfaser selbst integriert werden, wird sich zeigen“, so Beringer.

Der Chemiker ist überzeugt, dass solche Visionen realisierbar sind – und alltagstauglich sein werden. „Wenn die Nanopartikel schon vor dem Ausspinnen der Fasern in den Extruder kommen, werden sie fest in die Fasern eingeschmolzen“, erklärt er. Auf diese Weise würden Chemiefasern wie Polyester seit Jahrzehnten mit Titandioxid mattiert. „Solange die Teilchen fein genug sind, können Sie prinzipiell jedes Pulver in eine Polymermatrix einbringen.“ Schwieriger sei es, Nanomaterialien mit den gewünschten Eigenschaften zu finden.

Dem selbsterklärten Nanofreak schweben viele weitere Funktionen für Verbundstoffe vor. Schmetterlingsgleich könnten Fasern je nach Lichteinfall in verschiedensten Farben schillern, ohne jemals auszubleichen. Sie könnten Infrarotstrahlen spiegeln und so Feuerwehrleute oder Hochofenarbeiter mit dünnen leichten Stoffen gegen Hitze abschirmen. Per Spray auffüllbare Nanodepots könnten Wirkstoffe gegen Hautkrankheiten abgeben oder unangenehme Körpergerüche absorbieren. Gearbeitet wird bereits an Socken, die Wirkstoffe gegen Fußpilz abgeben und „nachgeladen“ werden können. Selbst temperaturabhängig „schaltbare“ Textilien findet Beringer keineswegs abwegig. „Im Sommer könnten sie Infrarotstrahlung reflektieren und im Winter gezielt hereinlassen.“ Dabei denkt er zunächst an stationäre Einsätze, etwa an Rollos. Erste Gehversuche in diese Richtung laufen am Hohenstein Institut gerade an.

Natürlich ist fraglich, ob es angesichts des Preiskampfs in der Textilbranche einen Markt für solche Ideen gibt. Zumal hoher Entwicklungsaufwand nötig sein wird, um die intelligenten Stoffe bequem, waschbar, pflegeleicht, recycle- und bezahlbar zu machen. Beringer hat kein Patentrezept. Doch er sieht Tendenzen, welche Funktionen wo Einzug halten könnten. „So ist das Militär sehr an der Steckdose in der Bekleidung interessiert, weil die Ausrüstung von Soldaten durch Akkus immer schwerer wird“, sagt er. Der verkabelte Soldat brauche perspektivisch eine mobile Stromquelle. Wie das Militär seien auch Sportler bereit, den Preis für Funktionstextilien zu zahlen. Und wenn es um die Sicherheit ihrer Kinder gehe, würden auch viele Eltern etwas tiefer in die Tasche greifen.

Trotzdem konnten sich Kinderjacken mit integrierten Leuchtdioden bislang nicht im Markt durchsetzen. Alexander Büsgen, der an der Hochschule Niederrhein eine Textilforschergruppe leitet und ein eigenes Textilunternehmen betreibt, ist ohnehin skeptisch, ob Nano- und Elektro-Textilien je en gros über den Ladentisch gehen. Als Forscher ist er fasziniert, doch als Unternehmer weiß er um die harten Anforderungen des Markts, der mit Prototypen allein kaum zu beeindrucken ist. „In der Öffentlichkeit geistern seit Jahren Ideen von Wearables umher, die alle nicht im Ansatz marktreif sind“, stellt er klar.

Der Textilingenieur forscht unter anderem an textil-integrierten Sensorsystemen. „Sie müssen Reibung und Bewegung auf Dauer widerstehen und nach Hunderten Wäschen zuverlässig arbeiten, damit es überhaupt Sinn macht, damit etwa in Berufsbekleidung Vitalfunktionen zu überwachen“, sagt er. Doch leitfähige Textilien seien oft schon nach wenigen Waschgängen hin, weil sich Beschichtungen lösen oder Kontakte versagen. Auch die Messgenauigkeit der Systeme lasse noch zu Wünschen übrig, zumal man kein Kontaktgel einsetzen könne. „Für Pulsmessungen reicht es. Ein komplettes EKG ist dagegen kaum zu machen“, berichtet er.

Eine harte Nuss ist auch die Datenübertragung. Um die Sensordaten aus dem Textil herauszubekommen, braucht es geeignete Schnittstellen. Funkübertragung gilt als Lösungsweg, doch ist es keineswegs trivial, Daten störungsfrei aus einer flexiblen waschbaren Struktur zu funken. Es dürften noch Jahre vergehen, bis es klappt, dass Sensoren Körperfunktionen und Bewegungsfolgen von Hochleistungssportlern aufzeichnen oder kleine und große Patienten per Kleidung überwachen.

Auch bei der Vision lichtleitender Fasern – so genannter Monofile – die Warnwesten sicherer machen könnten, winkt der Forscher ab. „Unsere Versuchen haben gezeigt, dass wahlweise viel zu wenig Licht austritt oder Kleidungsstücke bretthart sind“, sagt er. Vielversprechender seien Ansätze mit elektroluminiszenten Materialien. Um diese Technologie in den Markt zu bringen, sind allerdings Sicherheitsfragen zu klären: Die Systeme arbeiten mit Spannungen von einigen Hundert Volt.

Neben Sicherheit und Systemzuverlässigkeit steht auch hinter der Fertigungstechnik ein großes Fragezeichen. Büsgen erinnert daran, dass es bis heute nicht gelungen ist, Kleidung vollautomatisch zu produzieren. Textilien sind zu flexibel, als dass automatisierte Prozesse zuverlässig funktionieren könnten.

Vor diesem Hintergrund sind Visionen textiler Schaltkreise oder „wearable Motherboards“ kühn. Es bleibt abzuwarten, wann es den Textilforschern gelingt, Mikrosysteme, Solarjacken und Leuchtwesten aus dem Stadium von Prototypen und PR-Gags in relevante Produkte zu überführen. Doch eins ist sicher: Sie arbeiten dran. PETER TRECHOW

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