SMARTE TEXTILIEN

„Textilien sind smart, wenn die Fahrradjacke auf der Seite blinkt, zu der der Radler abbiegen will, wenn der Teppich (im Seniorenheim) anzeigt, dass jemand gestürzt ist und Hilfe braucht, wenn die Fasertapete Raumtemperatur und Feuchtigkeit regelt, wenn das Rotorblatt des Windrades anzeigt, dass es gewartet werden muss.“ So beschreibt das Forschungskuratorium Textil die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten „faserbasierter Intelligenz“.

Gewebe sind digitale Produkte

Bei genauer Betrachtung sind Gewebe bereits digitale Produkte. Sie bestehen aus quer zueinander liegenden Kett- und Schussfäden, die sich nur in zwei Positionen befinden: „null“ – Kette über dem Schuss, „eins“ – Kette unter dem Schuss. Verwendet man leitfähige Fasern und integriert dazu noch Mikrochips, lässt sich die Funktionalität von Geweben so erweitern, dass sie auf Umgebungseinflüsse durch Wandlung als Leiter, Sensor, Aktor oder Energiequelle reagieren.

Der weltweite Markt für smarte Textilien ist zurzeit noch überschaubar, soll nach einer Prognose von US-Analysten bis 2020 aber ein Volumen von knapp 5 Mrd. US-Dollar erreichen. Beachtung finden vor allem Projekte wie die multimediale Kleidung, die gemeinsam von Google und Levi Strauss entwickelt wird. Dabei wird übersehen, dass Deutschland im Bereich technischer Textilien Weltmarktführer ist: an 16 Textilforschungsinstituten entwickeln 1.200 Ingenieure und Wissenschaftler unterschiedlicher Disziplinen innovative Produkte für den Markt von morgen.

T-Shirts überwachen Vitalparameter

Erste Versuche, smarte Textilien zu entwickeln, gab es schon vor 10-15 Jahren. Sie kamen allerdings nicht über das Stadium von Prototypen hinaus, weil die elektronischen Bauteile noch zu klobig waren. Erst die Entwicklung elektrisch leitender Garne machte es möglich, Funktionen nicht mehr aufzusetzen, sondern in der Fläche „verschwinden“ zu lassen.

Zu den interessantesten Forschungsprojekten im Gesundheitsbereich gehören
T-Shirts, die Vitalparameter wie Herzschlag, Atmung und Körpertemperatur aufzeichnen und an Betreuer oder Rufzentralen übermitteln. Die große Herausforderung: Auch smarte T-Shirts müssen regelmäßig gewaschen werden. Sie werden nur dann Käufer finden, wenn sie ihre Funktionsfähigkeit nach vielen Waschgängen behalten.

Straßen und Fußwege als Kraftwerke

Auch die Frage, wie man smarte Textilien mit Energie versorgt, muss beantwortet werden. Die eleganteste Lösung, die zurzeit erprobt wird, sind Sensorfasern aus piezoelektrischen Polymeren, die eine mechanische Kraft in elektrische Energie umwandeln. Durch Dehnung oder Druck verschieben sich die Ladungselemente und sorgen so für eine elektrische Spannung. Smarte Textilien können sich damit selbst versorgen.

Diese Sensorfasern lassen sich nicht nur kostengünstig herstellen, sie sind zudem äußerst flexibel und können eingewebt oder aufgestickt werden. Denkt man dieses Konzept weiter, ist es vorstellbar, dass Straßen und Fußwege zu Kraftwerken werden, indem sie die mechanischen Belastungen durch Autos und Fußgänger in elektrische Energie umwandeln.

Tausend und eine Einsatzmöglichkeit

Wohin die Entwicklung im Bereich smarter Textilien gehen kann, zeigen Projekte des Forschungskuratoriums Textil. Dazu gehört Kleidung mit adaptiven Materialien, die auf Feuchtigkeit, Hitze, Kälte, UV-Strahlung, Stoß bzw. Zug ansprechen und den Träger schützen. Erforscht wird auch, wie man sensorische Eigenschaften in die Faser integrieren kann, um Schadgase, Chemikalien oder schädliche Strahlung zu erkennen.

Textile Solarzellen, bei denen der Faden zur Zelle wird und Flächen druckbar sind, sollen zur Serienreife weiterentwickelt werden. In Wohnungen könnten Textilien den Schallschutz verbessern und die Akustik optimieren, Wandoberflächen multifunktional werden und Möbelbezüge sich selbst reinigen.

Und die Geschäftsmodelle?

Innovative Produkte sind nur der erste Schritt. Ebenso wichtig ist die Entwicklung innovativer Geschäftsmodelle. Hier muss der Kundennutzen im Mittelpunkt stehen – sowohl im Consumerbereich als auch im Business-to-Business. Die entscheidende Frage lautet: Für welche Leistungen sind Kunden bereit zu bezahlen?

Ist das Produkt als solches bereits begehrenswert genug oder ist ein Serviceangebot attraktiver? Oder eine Kombination von beidem? Wie können die gewonnenen Daten noch genutzt werden? Welchen Mehrwert könnte eine Kooperation mit einem anderen Anbieter ergeben? Diese und weitere Fragen müssen überzeugend beantwortet werden. Im Idealfall nicht erst im Anschluss an die Produktentwicklung, sondern parallel dazu.

Herzliche Grüße
Ihr Michael Arpe