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Innovative Textilien Stoffautos, EKG-Shirts und Leuchtgardinen

Gewebe und Fasern werden intelligent. Sie warnen vor Krankheiten, übertragen Daten und speichern Energie. Und sie sind das Comeback einer verloren geglaubten deutschen Traditionsindustrie.

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Designstudie

Ein fotovoltaischer Riesengrashalm, zehn Meter hoch, der aus dem Bordstein sprießt und nachts sanftes Licht spendet: Wer dächte dabei an Stoff und Faden? Und doch ist die „SolarGrass“-Skulptur, ersonnen von Designern der Bauhaus-Universität Weimar, eine der interessantesten Textil-Innovationen der vergangenen Jahre. Wie ein Tuch wird sie im Webstuhl hergestellt, nur, dass dabei statt Wollfäden Bänder aus Dünnschicht-Solarzellen verflochten werden.

Am Tag produziert das Elektro-Textil Strom, bei Nacht dagegen wird es zum Lampenschirm einer Straßenlaterne. Noch ist sie zwar nur ein Konzept. Doch bereits in wenigen Jahren soll das SolarGrass mit seinen eingewebten Solarzellen serienreif sein.

Und dann ist die Stofflampe ein weiteres, faszinierendes Beispiel dafür, wie sich eine ganze Industrie wandelt und ihre größte Krise mit High-Tech-Produkten überwindet. Schon heute sind die technischen Finessen teils atemberaubend, die Wissenschaftler und Textiltechniker mit Fasern und Geweben anstellen.

Doch das war erst der Anfang. Die schlauen Stoffe sind die neuen Superstars in Forschung und Industrie: Sie stecken in Snowboards, Autos und Passagierjets. Sie filtern Gifte in der Chemieindustrie oder verwandeln als Spezialgewebe in Dürreregionen Luftfeuchtigkeit in Trinkwasser.

Wandlungskraft der Textilbranche

In den Labors der Faser-Forscher ist die Technik längst einen Schritt weiter: Dort können Textilien Temperaturen messen, Strom produzieren und Wärme erzeugen. Sie töten Bakterien, heilen Wunden und retten demnächst womöglich sogar Menschenleben: Dank neuer High-Tech-Fasern sollen T-Shirts schon bald verschiedenste Vitalfunktionen überwachen und per Funk den Arzt rufen können, wenn der Herzschlag aussetzt.

Die Fülle an Innovationen zeugt von der Wandlungskraft einer Branche, die in Deutschland vor zehn Jahren als unrettbar verloren galt. Von rund 900 000 Stellen Anfang der Siebzigerjahre blieben in der Textil- und Bekleidungsindustrie nur 116 000 übrig. Nicht einmal jeder siebte Betrieb überlebte den Niedergang.

Und doch machte die Branche 2009 mit 18 Milliarden Euro wieder fast so viel Umsatz wie in den Siebzigerjahren. Der Lohn einer Spezialisierung auf innovative Produkte – und eines entschlossenen Kampfes um die weltweite Innovationsführerschaft.

Hightech gegen billig

27 Prozent des Umsatzes macht die hiesige Textilindustrie nach Angaben des Verbandes Textil + Mode inzwischen mit Neuheiten — eine Quote, wie man sie -ansonsten vor allem von Innovationsführern wie dem Maschinenbau kennt. Beide Branchen kämpfen mit Spitzenprodukten gegen ausländische Billigkonkurrenz. Stärkster Umsatztreiber der Textilindustrie sind High-Tech-Gewebe und -Fasern für Unternehmenskunden. Diese sogenannten technischen Textilien machen laut Industrieverband IVGT rund 52 Prozent des Branchenumsatzes aus.

Frühere Hochburgen der Bekleidungsindustrie – wie Wuppertal, der Niederrhein oder Albstadt im Schwarzwald — sind heute Zulieferer unterschiedlichster Branchen, von Medizintechnik bis zum Fahrzeugbau.

Aunde in Mönchengladbach etwa, gegründet als Tuchweberei, fertigt heute widerstandsfähige Autositzbezüge. Saertex bei Münster, einst Gardinenweberei, ist nun Spezialist für Verbundwerkstoffe aus Textilien und Kunststoffen, aus denen Flügel von Windrädern oder Autoteile entstehen. Und die baden-württembergische Seidenweberei Seiba — umfirmiert in Global Safety Textiles — stellt Airbags her aus besonders temperatur- und alterungsbeständigem Gewebe.

Soccer City Stadion in Quelle: dpa

„Ohne diese Innovationsflut“, sagt Klaus Jansen, „gäbe es die Branche in Deutschland nicht mehr.“ Der Chef des Forschungskuratoriums Textil in Berlin, gerät angesichts der Produktneuheiten ins Schwärmen. Medizintechnik etwa sei für die Textilbranche ein wichtiges Zukunftsfeld. „Das reicht von Kleidung mit antibakterieller Beschichtung bis hin zu heilenden Verbänden.“

Genau das hat der Diplom-Biologe Gregor Hohn an den baden-württembergischen Hohenstein-Instituten entwickelt. Die Wundauflage gibt bei Kontakt mit der Haut Arzneien in vorbestimmten Dosen frei. Das Textil, mit dem der Forscher 2009 den Innovationspreis der Textilbranche gewann, besteht aus Zellulose-Hohlfasern.

Einige Fasern tränkt Hohn mit einer Arznei, andere mit einem Enzym. Beide Wirkstoffdepots werden gefriergetrocknet zu einem Vlies verarbeitet. Erst der Kontakt mit Feuchtigkeit, etwa einer Wunde, aktiviert das Enzym, das die Hohlfasern zersetzt. Dabei wird die Arznei frei. Wie stark und schnell das vonstatten geht, lässt sich über die Zahl der Fasern und die Dosis von Arznei und Enzym steuern. „Das spart aufwendige Verbandswechsel“, sagt Hohn. Nun sucht er Industriepartner für die Markteinführung.

Hemd ruft den Notarzt

Auch der Diagnostik steht die Textil-Revolution bevor: So sollen T-Shirts bald neben Puls auch Atmung, Hautfeuchtigkeit und Körperbewegungen messen. „Wir können damit sogar feststellen, ob ein Mensch die Treppe hochgeht oder auf der Bettkante sitzt“, sagt Heinrich Planck, Vorstand der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) in Denkendorf bei Stuttgart.

Die Daten werden in kurzen Zeitabständen via Bluetooth-Funk und Internet an den Arzt geschickt. Ältere Menschen könnten so länger in der eigenen Wohnung leben. Registriert das Hemd, dass sein Besitzer auf dem Boden liegt und der Puls abfällt, ruft es den Notarzt.

Möglich machen das Fäden, die mit einer leitfähigen Substanz beschichtet sind, zum Beispiel mit Silber. Forscher leiten einen Strom in das Garn und messen seinen elektrischen Widerstand, um Dehnungen, Gewichte, Temperatur oder Feuchtigkeit präzise zu bestimmen. Verwebt in Stoffe machen die Spezialfäden Hemden zu tragbaren Messstationen.

Gewebte Reserve-Akkus

Noch sind externe Batterien nötig, um die Technik der Shirts in Gang zu setzen. Doch bald sollen Textilien ihren eigenen Strom produzieren und sogar speichern. Materialforscher Liwei Lin von der University of California in Berkeley will dazu winzigen Drähten aus einem Stoff namens Polyvinylidenfluorid (PVDF) den sogenannten Piezoeffekt antrainieren, der die bei Verformung entstehende Bewegungsenergie in Strom umwandelt.

Was mit Keramik- und Zinkdrähten schon klappt, soll nun auch mit Kunststofffasern gelingen. Dann produziert das Kunststoffgewebe Strom, sobald es bewegt wird. „Eine Armbewegung entspricht 60 Watt Energie“, sagt Lin. „Das reicht, um MP3-Player zu betreiben.“

Zwar sind dazu einige Millionen der nur 500 Nanometer dünnen Fasern nötig. Doch das Material – 100 Mal dünner als ein Haar – sei so preiswert, dass ein Strom erzeugendes T-Shirt nicht viel teurer als ein gewöhnliches Shirt sein werde, sagt Lin. In zwei bis drei Jahren will der Wissenschaftler mit Industriepartnern erste Produkte auf den Markt bringen.

Yi Cui, Materialforscher an der kalifornischen Stanford-Universität, will Textilien sogar in Reserve-Akkus verwandeln. Yi hat einen Farbstoff für Gewebe entwickelt, der Strom speichert. „Bald schließen Sie Ihr T-Shirt abends ans Ladekabel wie Ihr Handy“, sagt er.

Dass die Stoff-Batterie auch die Waschmaschine übersteht, will der Forscher noch nicht garantieren. Doch in spätestens einem Jahr will Yi erste Prototypen präsentieren.

Designer-Leuchtstoff in Japan

Dabei sind Akkutaschen oder -jacken nicht einmal besonders außergewöhnlich: In den Forschungszentren der Faserproduzenten arbeiten die Entwickler bereits an der Sicherheitskleidung von morgen. Zum Beispiel an Stoffen, die nachts von selbst leuchten, sich bei Knopfdruck aufheizen oder per Farbumschlag vor Giftstoffen in der Luft warnen. Textile RFID-Chips, die Daten speichern und per Funk austauschen, werden als Sicherheitsetiketten direkt ins Kleidungsstück eingewebt.

Doch auch Durchschnittsmenschen sollen im Alltag von der Technik profitieren: Vorhänge glimmen je nach Tageszeit in verschiedenen Farben. Teppiche in Bürogebäuden blenden aktuelle Hinweise und Wegweiser ein. Selbst Hemden, die Töne produzieren oder aufnehmen, wollen Forscher vom Massachusetts Institute of Technology in ein paar Jahren schneidern.

Es gibt kaum einen Sektor, der von der Textil-Revolution nicht erfasst wird. Künftig werden auch Häuser aus Textilien gebaut: Stadionfassaden und -dächer aus High-Tech-Geweben sorgten schon bei der Fußball-WM in Südafrika für Aufsehen.

Autos aus Stoff

Nun haben Wissenschaftler des Instituts für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen eine Fassade aus einem Textil--Beton-Werkstoff entwickelt. Sie ist, verglichen mit üblichem Material, dreimal dünner und dämmt trotzdem genauso gut. Ihr Vorteil: weniger Gewicht bei Transport und Aufbau, weniger CO2-Ausstoß beim Zementhersteller. Der Werkstoff soll Architekten zudem filigranere Bauteile ermöglichen.

Von den textilen Leichtgewichten soll auch der Autobau profitieren. Die Wagen der Zukunft nämlich müssen vor allem leicht sein, um Sprit zu sparen. Faserverbundwerkstoffe, die textile Trägermaterialien mit Kunststoff oder Metall kombinieren, schlagen herkömmlichen Stahl dabei deutlich. „Ohne Textilien wird die Elektromobilität gar nicht möglich sein“, sagt Werner Zirnzak, Mitglied der Geschäftsführung beim Industrieverband IVGT. „Rund 25 Kilogramm Stoff stecken heute in einem Auto — 2015 sind es schon bis zu 35 Kilogramm.“

Im Auto der Zukunft machen sich die schlauen Stoffe an immer mehr Stellen breit. So finden sich statt Schaltern aus Plastik überall Textilien, handschmeichelnd und warm. Erst wenn der Motor startet, offenbart die Verkleidung ihr Eigenleben: Plötzlich spendet das Vlies warmes Raumlicht, die Decke beginnt zu glühen. Schaltsymbole leuchten auf, die Wände werden zu glimmernden Touchscreens aus Baumwolle und Polyester. Ein Fingerdruck aktiviert die Sitzheizung, ein anderer öffnet das Fenster. Prototypen haben Wissenschaftler vom Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland in Greiz schon entwickelt.

BMW hat sogar ein Konzeptauto namens Gina vorgestellt, dessen Karosserie komplett aus einem flexiblen Gewebe besteht. Je nach Fahrgeschwindigkeit wandelt sich die Karosserieform, um die beste Aerodynamik zu erreichen. Serienreif ist das Textilkleid fürs Auto noch nicht. Aber es lässt ahnen, wohin die Reise geht.

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