Stoffwechsel: Smart Textiles

Biep!-BH: Im gesundheitlichen Notfall schlagen die eingebauten Sensoren Alarm.

Biep!-BH: Im gesundheitlichen Notfall schlagen die eingebauten Sensoren Alarm.

Puls messen, Handy aufladen, Rettung verständigen: Intelligente Textilien können mehr als simple Bekleidung. Für die österreichische Textilindustrie ist das eine Zukunftschance.

Was heute nicht alles smart ist: Autos, Uhren, Städte, Stromnetze - und jetzt soll auch noch unsere Unterwäsche smart sein? Tatsächlich werden Unterleibchen und BH in naher Zukunft klüger und kommunikativer sein als jene stinknormalen Wäschestücke, die wir derzeit am Körper tragen. Generell werden Textilien mehr können, als schützen und präsentieren: Unter dem Stichwort Smart Textiles wird an Kleidung und Mode-Accessoires gebastelt, die auf unterschiedliche Weise den Alltag erleichtern, ja unter Umständen sogar Leben retten können. Zumindest im Konjunktiv der Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die mit diesem hehren Ziel beschäftigt sind, lässt sich das schon mal vielversprechend an: T-Shirts, die wichtige Körperfunktionen messen und bei Bedarf an Gesundheitsversorger senden. Bettlaken, die den Herzschlag einer Person aufzeichnen und bei einem Notfall Alarm schlagen. Strümpfe, die offene Wunden heilen und Bakterien abtöten. Hemden, die Kugeln abwehren. Jacken, die Tablets und Smartphones aufladen.

Das klingt nach Science-Fiction, doch die technologischen Grundlagen dafür sind längst vorhanden - und zwar hinsichtlich der notwendigen Stoffe, die entsprechende Materialeigenschaften wie Widerstandsfähigkeit besitzen, und auch bezüglich der Software und Hardware, um diese Wunderstoffe produzieren und einsetzen zu können. Während die praktische Anwendung bei Konsumenten erst am Anfang der Entwicklung steht, sind die sogenannten "Technischen Textilien" in der Industrie längst auf breiter Basis im Einsatz. Zum Beispiel werden Faserverbundwerkstoffe in der Luftfahrt- und Automobilindustrie im großen Stil verwendet, vor allem faserverstärkte Kunststoffe bieten gegenüber klassischen Materialien wie Stahl oder Aluminium große Vorteile: Sie sind leichter, elastischer und korrosionsbeständiger. Es handelt sich dabei um Fasern (etwa aus Kohlenstoff), die in mehreren Lagen in eine Kunststoff-Matrix eingearbeitet werden - dabei kommen Produktionstechniken aus der Textilindustrie wie Flechten und Sticken zum Einsatz.


Es herrscht Aufbruchsstimmung, weil nun die Technologien und Materialien für Smart Textiles vorhanden sind.

Im Flugzeugbau haben diese Methoden schon seit vielen Jahren Tradition, nun werden sie auf andere Bereiche ausgedehnt und weiter verfeinert. Im Airbus A380 etwa machen Faserverbundwerkstoffe rund 20 Prozent des Gesamtgewichts aus. Die Fensterrahmen in diesem Großraumjet werden aus Kohlenstoff-Faserwerkstoffen (CFL) gestickt, das ermöglicht feinste Arbeiten bei gleichzeitiger Gewichtsreduktion.

In Zukunft wird das Know-how aus der Industrie auch bei der Entwicklung von Stoffen für Endkonsumenten eine Rolle spielen. Unter dem Schlagwort "Wearables" sind Großkonzerne wie Apple, Google, LG oder Sony bereits intensiv mit der Datenübertragung über Geräte beschäftigt, die am Körper befestigt werden. Doch Smartwatches, Armbänder und Brustgurte sind eine primitive Urform im Vergleich zu den smarten Textilien, die in naher Zukunft zu kaufen sein werden: In diesen werden die Funktionen direkt eingebettet sein. In welche Richtung die Entwicklung geht, zeigt OM-Signal: Im Frühjahr will das kanadische Unternehmen einen Sport-BH auf den Markt bringen, bei dem Daten wie Atmung, Herzfrequenz und Bewegungsintensität (etwa Sprünge) über in den Stoff eingearbeitete Sensoren aufgezeichnet und weitergegeben werden, etwa an ein Smartphone. Zum Einsatz kommt eine Materialmischung aus Polyester, Nylon und Elastan. Der Smart BH soll rund 150 US-Dollar kosten und der Auftakt zu einer Reihe weiterer Textilien mit Sonderfunktionen sein.

Ohne Schweiß kein Preis: Sport ist nach Meinung von Sabine Seymour ein wichtiger Treiber für die Entwicklung von Smart Textiles. Die Österreicherin beschäftigt sich seit vielen Jahren mit dem Spannungsfeld Technologie, Forschung und Mode, sie ist Lehrbeauftragte für Fashion Technology an der Parsons New School of Design New York; mit ihrem Beratungsunternehmen Moondial berät sie unter anderem Intel, Siemens und DuPont. "Es herrscht Aufbruchsstimmung, weil nun die Technologien und Materialien für Smart Textiles vorhanden sind."

Dazu komme die Bereitschaft der Konsumenten, solche Produkte einzusetzen. Seymour selbst ist in der Endphase der Entwicklung eines Produkts namens SoftSpot - ein Sensorik-System, das in Kleidungsstücke wie Unterleibchen eingearbeitet werden kann. "Das spürt man nicht, und die Kleidung kann wie üblich gewaschen werden." Abnehmer des Systems, zu dem auch die Datenauswertung nach Übertragung via Bluetooth an das Handy gehört, werden unter anderem Sportartikelhersteller sein; Ende des Jahres werden die ersten Endprodukte mit SoftSpot-Sensoren zu kaufen sein. "Im Sport ist die Bereitschaft der Konsumenten generell größer, Geld für Spezialkleidung auszugeben", meint Seymour. Für rasch trocknende, schweißabsorbierende Stoffe legt man gerne etwas mehr hin; in dem Bereich ist auch die Nachfrage nach speziellen Funktionen zur Aufzeichnung der eigenen Leistung groß.


Smart Textiles sind eine große Chance für Österreich, speziell für Vorarlberg, denn hier ist noch die komplette Wertschöpfung vorhanden.

"Smart Textiles könnten zum iPhone der europäischen und besonders der österreichischen Textilindustrie werden", glaubt Michael Putz, Chef des auf Innovationsmanagement spezialisierten Unternehmens Lead Innovation, ein Spin-off der Wirtschaftsuni Wien. Er beschäftigt sich mit den Veränderungen in der Textilindustrie durch neue Technologien, schließlich gibt es in Österreich etliche Unternehmen, die sowohl Herstellung als auch Entwicklung neuer Produkte im Haus haben. Die Kombination aus traditionellen Fertigkeiten und neuen Technologien soll Unternehmen wie Wolford und Getzner neue Möglichkeiten erschließen.

In Deutschland machen Textilunternehmen bereits ein Drittel ihrer Umsätze mit den technischen Textilien für die Industrie, nun soll die Billigkonkurrenz aus Fernost mit Know-how bei den smarten Stoffen für Endkonsumenten bekämpft werden. Sabine Seymour sieht Europa in dieser Hinsicht auf einem guten Weg. "Die EU hat viele Projekte in diese Richtung gefördert, daher sind Europäer hier führend." Allerdings holen die USA und asiatische Länder auf -und hinsichtlich der notwendigen Infrastruktur für massenhafte Produktion von günstiger Massenware gibt es speziell in China Vorteile.

Noch ist es nicht so weit, dass Smart Textiles Massenware sind - daher wittern europäische Unternehmen jetzt ihre Chance, in Nischenbereichen Fuß zu fassen. Vorarlberg, traditionell das Kernland der Textilindustrie in Österreich, ist Dreh-und Angelpunkt der Smart-Textiles-Plattform, bei der die Kompetenz von Betrieben und Forschungseinrichtungen gebündelt wird. Initiator dieser Plattform ist Günter Grabher, Chef des Forschungsunternehmens V-trion, das selbst smarte Textilien und entsprechende Produktionsmethoden entwickelt. "Smart Textiles sind eine große Chance für Österreich, speziell für Vorarlberg, denn hier ist noch die komplette Wertschöpfung vorhanden."

Er sieht sogar eine Chance, das Bundesland als eine Art "textiles Silicon Valley" zu etablieren. Wichtig ist dabei die Zusammenarbeit mit anderen Bereichen der Industrie, da bieten sich beispielsweise Unternehmen wie der Faserhersteller Lenzing an; Firmen wie Kapsch oder Tele2 arbeiten bereits an passenden Anwendungen. "Wir brauchen die ganze Palette der Unternehmen in diesem Bereich", sagt Grabher. Vorarlberg habe alle textilen Technologien, um sich als führende Region bei Smart Textiles und Faserverbundwerkstoffen zu etablieren.


Ältere Menschen könnten mit Hilfe intelligenter Textilien länger zu Hause bleiben, weil Sensoren die entsprechenden Daten übertragen.

Derzeit geht es darum, die jüngsten Entwicklungen aus Elektronik und Textilindustrie zusammenzuführen - nach Meinung von Experten ist dieser Prozess in längstens vier Jahren abgeschlossen. Wo dies hinführen kann, zeigt ein Projekt deutscher Studierender: In Oberbekleidung integrierte Leiterbahnen speichern, ähnlich wie Photovoltaik-Zellen, das Sonnenlicht; auf diese Weise könnte man sein Handy nach einem kurzen Spaziergang im Freien aufladen.

In anderen Projekten wird nach leitenden Fäden geforscht und nach Bändern, in die winzige LEDs integriert sind. Wichtig wird für die Hersteller sein, die Konsumenten vom Nutzen der Anwendungen zu überzeugen. Wie das Beispiel Google Glass zeigt, nutzt die beste Technologie wenig, wenn deren praktische Einsatzmöglichkeiten zwischen Peinlichkeit und Sinnlosigkeit schwanken. Immerhin sind die Konsumenten prinzipiell dazu bereit, ihre eigenen Daten zu sammeln und zu verwenden - wir tun es ja bereits mit unseren Smartphones ("Heute 4340 Schritte gegangen") und im Fitnessstudio ("134 Puls, bitte langsamer laufen!").

"Es gibt heute einen ganz selbstverständlichen Einsatz von solchen Technologien", glaubt Sabine Seymour. Die klugen, datenübermittelnden Textilien werden auch beim viel gepriesenen Internet of Things - also der Vernetzung und Kommunikation von Maschinen - eine Rolle spielen. Ein Beispiel dafür ist die Verwendung der NFC-Technologie (Near Field Communication, das ist Datenübermittlung auf kurze Distanz) bei Mietwäsche.

Doch heute reicht es nicht mehr, einfach Elektronikteile auf Textilien aufzunähen - die Stoffe selbst müssen beispielsweise leitende Strukturen enthalten, die zugleich waschbar und gut tragbar sind. Und sie müssen gleichzeitig hohe Ansprüche hinsichtlich der Langlebigkeit und Wiederverwertung erfüllen. Michael Putz, Chef von Lead Innovation, sieht die Medizintechnik als zweiten großen Treiber neben dem Sport: So können spezielle Kompressionsstrümpfe bei der Wundtherapie eingesetzt werden. Weitere Beispiele, die zum Teil bereits in der Praxis angewendet werden, sind Sensor-Socken für Diabetiker, die potenzielle Druckstellen anzeigen, und Shirts, mit denen EKGs über die Kleidung aufgezeichnet werden. "Ältere Menschen könnten mit Hilfe intelligenter Textilien länger zu Hause bleiben, weil Sensoren die entsprechenden Daten übertragen", ergänzt Günter Grabher. Darauf aufbauend, könnten Sensoren auch in Teppiche eingearbeitet werden.


Datenschutz ist ein ganz wichtiges Thema bei Smart Textiles und darf niemals außer Acht gelassen werden.

Ein deutsches Unternehmen hat bereits einen denkenden Fußboden entwickelt: Sensoren auf textiler Basis (Vliesstoff) werden unter Teppich- oder Laminatböden ausgelegt, sie erzeugen nach Anbindung an eine schwache Spannungsquelle ein elektrisches Feld. Dadurch kann gemessen werden, ob eine Person die entsprechende Fläche betreten hat. Das soll beispielsweise in Pflegeheimen eingesetzt werden. Neben der Gesundheitsbranche interessiert sich auch das Militär brennend für die Möglichkeiten der Smart Textiles: Das US-Unternehmen Advanced Fabric Technologies entwickelt Kleidung, die Kugeln abhalten und auch gegen Explosionen schützen soll. Es geht auch friedfertiger: DuPont hat leitende Materialien - sogenannte elektronische Tinte - entwickelt, die stark dehnbar ist und in Textilien eingewebt werden kann. Und Google bastelt unter dem Codenamen "Jacquard" an berührungsempfindlichen, leitenden Fasern für Kleidung - das Hemd und die Bluse sollen zur Dateneingabe verwendet werden können.

Beim Sport den Puls messen oder die Schritte beim abendlichen Spaziergang zählen, ist die eine Sache - doch wollen wir tatsächlich, dass unsere persönlichen Daten ständig aufgezeichnet werden, noch dazu von unserer Kleidung? "Datenschutz ist ein ganz wichtiges Thema bei Smart Textiles und darf niemals außer Acht gelassen werden", sagt Sabine Seymour. Wichtig sei es, dem Konsumenten die Wahl zu lassen, welche Daten wohin übertragen und gespeichert werden - und Bewusstsein für den passenden Umgang damit zu schaffen. "Auf Facebook wird ja auch alles geteilt." In welcher Zeit die acht Kilometer gelaufen wurden, wird kaum jemanden interessieren - doch wie sieht es mit Gesundheitsdaten aus, die laufend an Server übermittelt werden? Wer wird Zugriff auf diese Daten haben -befugt oder unbefugt? Es gibt bereits deutsche Krankenkassen, die offensiv den Kauf von Fitnesstrackern wie die Apple Smartwatch bewerben. Die Versuchung scheint auch für private Versicherer groß zu sein, den Trend zur Datenaufzeichnung für eigene Zwecke zu nutzen. Bleibt ein Trost: So smart ein Kleidungsstück auch ist, nach dem Entkleiden bleiben wir doch immer uns selbst überlassen.

INFOBOX
7 Milliarden Euro werden nach Schätzungen des US-Unternehmens Transparency Market Research auf dem weltweiten Markt für Smart Textiles im Jahr 2023 umgesetzt werden.

Das Wachstum wird durch verfeinerte Technologien und steigende Nachfrage aus den Bereichen Militär, Sport & Fitness, Gesundheit und Automobil angetrieben.

2014 betrug der weltweite Umsatz erst rund 630 Millionen Euro.

20 Prozent des Gesamtgewichts eines Airbus A380 machen Faserverbundwerkstoffe aus, die deutlich leichter und flexibler sind als beispielsweise Aluminium.

8 Prozent beträgt heute der Anteil der Textilindustrie in Vorarlberg an der gesamten Industrieproduktion dieses Bundeslandes - vor 40 Jahren waren es noch mehr als 60 Prozent.