Sie sind leichter als Stahl, erzeugen weniger Abfall und können dank Sensoren auch noch mitdenken: "Smart Textiles" könnten in Zukunft in jeder Autokarosserie stecken und im Krankenhaus eine wichtige Rolle spielen.

TEXTILFORSCHUNG20.11.2014

Rund die Hälfte des Umsatzes der heimischen Textilindustrie wird mit technischen Textilien gemacht. Sogenannte Smart Textiles werden in diesem Bereich immer wichtiger. In der Automobil- und Flugzeugtechnik kommen sie bereits zum Einsatz, in Zukunft sollen sie auch die Wundpflege und Patientenversorgung erleichtern. Günter Grabher, Entwickler solcher smarten Textilien und Geschäftsführer des Textilproduzenten V-Trion, spricht im Interview mit science.ORF.at über die vielversprechendsten Entwicklungen.

science.ORF.at: Sogenannte Faserverbundwerkstoffe aus Karbon gehören zu den "Exportschlagern" der heimischen "Smart-Textiles"-Industrie. Wo kommen diese Karbongewebe heute zum Einsatz?

Günter Grabher, Vtrion

Vtrion

Günter Grabher ist der Leiter desForschungsinstituts V-trion, das smarte Textilien und Stickereitechnologien entwickelt. V-trion ist die Trägerorganisation der smart-textiles Plattform Austria, die die Zusammenarbeit von mehr als 50 industriellen Unternehmen in zahlreichen Forschungsprojekten koordiniert und Mitglied des Forschungsverbandes ACR, Austrian Cooperative Research.

Günter Grabher: Solche Karbonfasern sind vor allem für die Automobilindustrie interessant. Die Fahrzeuge müssen immer leichter werden, damit sie weniger Energie verbrauchen und weniger CO2 erzeugen. Tragende Bauteile, etwa der Karosserie, aus solchen leichten Verbundstoffen herzustellen, ist hier eine gute Möglichkeit. Wir haben in Österreich bei der Herstellung solcher Stoffe eine vergleichsweise lange Tradition. Diese Unternehmen erzeugen seit rund zehn Jahren Karbonkomposite für den Flugzeugbau.

Die große Herausforderung ist jetzt, diese Produktionsvorgänge effizienter zu machen, stärker zu automatisieren, um den Ansprüchen der Automobilindustrie gerecht zu werden. Da geht es um wesentlich höhere Stückzahlen und niedrigere Preise. Und bis jetzt wird in Flugzeugproduktion noch sehr viel von Hand gemacht. Aber es gibt in der österreichischen Textilindustrie sehr viel Knowhow zur Automatisierung solcher Prozesse.

Inwieweit sind Karbonfasern bei Elektroautos einsatzbereit?

Bei den neuesten Modellen wird die komplette Karosserie bereits aus Karbongeweben gefertigt. Das Gewebe wird mit einem Harz getränkt und ist dann genauso robust wie eine Stahlkonstruktion, aber achtzigmal leichter. Also das Bauteil wird passgenau gewebt, geformt und dann stabilisiert. All das ist dank einer Stickereitechnologie möglich.

Solche Stickereitechnologien kommen auch beim Flugzeugbau zum Einsatz. Wo genau?

Ein Beispiel ist der Airbus 380, das größte Flugzeug der Welt. Es besteht zur Hälfte aus solchen Faserverbundwerkstoffen. Hier werden etwa die Fensterrahmen gestickt, um leicht zu bleiben und passgenau arbeiten zu können. Das ist eine große Chance für Vorarlberger Stickereiunternehmen, von denen es heute noch 180 gibt. Sie liefern in die ganze Welt und sind in den letzten Jahren vor allem auch im Smart-Textile-Bereich aktiv.

Welche Vorteile bietet die Stickerei?

Stickerei bietet die Möglichkeit, formungebundene Strukturen herzustellen, also vom Fensterrahmen bis zum Kotflügel kann alles produziert werden. Wenn man einfache Karbongewebe bzw. -gelege nimmt, dann muss man die gewünschte Form herausschneiden. So entsteht viel Abfall, bei manchen Produktionsschritten bis zu 60 Prozent. Karbon kostet zwischen 20 und 30 Euro pro Kilogramm. Viel Verschnitt darf es also nicht geben. Durch die Stickerei entsteht kein Abfall.

Ö1 Sendungshinweis:

Über dieses Thema berichtet auch Wissen Aktuell am 20.11. um 13:55.

Zu den "smarten" Textilien, an deren Entwicklung Sie beteiligt waren, gehört eine Bettwäsche. Was macht diese Laken denn "intelligenter" als andere Stoffe?

Diese Bettwäsche kann mittels Sensoren anzeigen, wie viel Feuchtigkeit das Gewebe enthält. Auch hier kommt eine Stickereitechnologie zum Einsatz. Doch zunächst mussten wir ein stickbares, leitendes Material entwickeln. Dieses Edelstahlgarn setzen wir bei der Bettwäsche als Sensor ein. Es wird in den Stoff eingestickt und erkennt eben, wenn das Laken einen bestimmten Feuchtigkeitsgrad überschritten hat.

Wer profitiert von einer solchen Bettwäsche?

Diese Laken sind für den Einsatz in Spitälern und Pflegeheimen gedacht. Ist das Bett nass, leiten die Sensoren das Signal in die Pflegestation weiter. Die Pfleger wissen dann, dass das Bett gewechselt werden muss. Bis jetzt ist es so, dass das Pflegepersonal die Betten alle zwei Stunden auf Nässe kontrollieren muss. Das ist weder für die Pfleger noch für die Patienten angenehm, vor allem in der Nacht. Die smarte Bettwäsche könnte diese Situation für alle Beteiligten verbessern.

Sind im Pflegebereich noch andere Anwendungen von smarten Textilien geplant bzw. sind bereits welche im Einsatz?

Die Bettwäsche soll noch in diesem Jahr in einem Pflegeheim in Vorarlberg getestet werden. Die große Schwierigkeit in diesem Bereich ist, dass die Gewebe als Medizinartikel gelten. Das heißt, man muss durch eine Ethikkommission und durch längere Zulassungsverfahren. Das ist sehr aufwändig. Wir sind dennoch an der Entwicklung eines weiteren Medizinproduktes beteiligt, eines "intelligenten" Wundverbandes. Das Gewebe soll dem Pflegepersonal darüber Auskunft geben, wie der Status der Wundheilung ist, ob sich die Wunde entzündet hat oder eitert.

Wie funktioniert dieses Verbandsmaterial?

In diesem Fall arbeiten wir mit Indikatorfarbstoffen, die in dem Gewebe verarbeitet werden. Die Wundauflage, die aus dem Stoff gefertigt wird, zeigt dann farblich an, wie der Zustand der Wunde ist, ob der Verband gewechselt werden sollte oder nicht. Der Hintergrund hier ist, dass Verbände nicht zu oft gewechselt werden sollten, denn bei jedem Verbandstausch könnten neu gebildete Hautzellen weggerissen werden. Und der smarte Verband soll helfen, die Wunde und den Heilungsverlauf auch ohne ständiges Wechseln beurteilen zu können.

Interview: Marlene Nowotny, Ö1 Wissenschaf

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