Elektrotechnik: Stoff der Zukunft

Es ist ein ungewöhnlich glamouröses Forschungsergebnis. Ein schulterfreies kleines Schwarzes haben Ingenieure des Berliner Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration entwickelt und sind damit jüngst auf der Messe „Techtextil“ mit dem Innovationspreis ausgezeichnet worden. Bewegt sich die Trägerin, setzen Sensoren und Leuchtdioden ihre Bewegungen in Lichtreflexe um. Eine anschauliche Spielerei, um zu zeigen, wie Elektronik in Kleidungsstücke eingebaut werden kann.

Dafür benötigt man nicht nur kleine und leichte Sensoren und Leuchtdioden. Ebenso wichtig sind flexible Verbindungen zwischen den einzelnen Elementen. Damit die Leitungen gut mit dem Stoff harmonieren, haben die Forscher Kupferdrähte in Mäanderform entwickelt, die auf einer dehnbaren Gummifolie angebracht sind. „Die Folie mit den Leitungen lässt sich auf Textilien aufbügeln und bis zu 1600 Mal um rund zehn Prozent dehnen“, sagt Fraunhofer-Forscher René Vieroth. Damit sei ein weiterer Schritt zur Marktreife technischer Kleidung gelungen.

Die Anwendungsmöglichkeiten für solche „smarten“ Stoffe sind vielfältig. Denkbar sind integrierte Navigationsgeräte oder Datenträger. Das wichtigste Zukunftsfeld für smarte Textilien aber ist die Medizintechnik. Im europäischen Forschungsprojekt „MyHeart“ etwa wurde ein T-Shirt mit Sensoren entwickelt, das ein Dauer-EKG des Trägers erstellt. Eine vom Schweizer Forschungsinstitut CSEM gegründete Firma soll das Shirt bis 2010 auf den Markt bringen. Doch die Wissenschaftler arbeiten bereits an zusätzlichen Diagnosemöglichkeiten. So entstand ein Textil, das die Sauerstoffkonzentration im Blut misst. Dazu werden winzige optische Sensoren in die Textilien integriert, die Infrarot- und Rotlicht unter die Haut senden und aus den reflektierten Signalen den Sauerstoffgehalt berechnen.

„Das wirtschaftliche Interesse an medizinischen ’smarten’ Textilien ist groß“, sagt Jens Krauss vom CSEM. Stattet man die smarten Shirts außerdem mit Mobilfunktechnik aus, könnte man die Körperfunktionen von Patienten dauerhaft aus der Ferne überwachen. So werden längere Krankenhausaufenthalte zu Diagnose oder Überwachung überflüssig. Das spart Kosten, ist aber auch für Patienten angenehmer.

Auch der Spitzensport zeigt Interesse an der Technik. Wie Krauss berichtet, wollen Profifußballclubs und Formel-Eins-Teams den Sensor für die Sauerstoffsättigung im Blut einsetzen, um die Körperfunktionen ihrer Sportler in Aktion zu beobachten.

Auf dem Massenmarkt hingegen sind bislang nur wenige smarte Kleidungsstücke angekommen. Produkte wie beheizbare Unterwäsche oder eine Wintersportjacke mit integriertem Navigationssystem sind seltene Ausnahmen, mit denen es die Hersteller nicht leicht haben. Die wärmende Wäsche etwa vertreibt die Firma WarmX bislang noch im Internet, weil sich kein Partner im Einzelhandel fand. Das „Nav-Jacket“ der Firma O’Neill soll in der kommenden Saison sogar aus der Kollektion genommen werden.

„Die erste Euphorie ist verflogen“, sagt Adrian Wilson. Als er 2003 das Fachmagazin „Future Materials“ gründete, setzten viele große Hoffnungen in den Markt für smarte Kleidung. Doch die elektronischen Komponenten sind noch zu teuer, die Industrie kann mit technischen Textilien nicht die gewohnten Margen erzielen. Vielleicht fehle auch einfach die Nachfrage für viele Produktideen, meint Wilson. „Es ist doch so: Ich will gar keinen Handschuh, der mein Mobiltelefon ausschaltet. Das schaffe ich doch selbst.“

Selbst wenn die Nachfrage vorhanden wäre, die Entwickler kämpfen noch mit allerlei Problemen. Eines ist die Stromversorgung. Im Kleid der Fraunhofer-Forscher muss noch ein Batteriepack in der Größe eines Handys versteckt werden. Auch die Reinigung ist nicht einfach, denn in Waschtrommeln herrschen raue Bedingungen. Deshalb arbeitet Vieroths Team zurzeit an einer besseren Verkapselung der Leitungen. Um diese zu testen, haben sie schon eine Waschmaschine ins Labor gestellt. Anna Sauerbrey