Nie mehr frieren dank diesem smarten Kleidungsstück?
Forscher aus Bayreuth und China haben erstmals leitfähige Vliessstoffe hergestellt, die alltagstauglich sind. Damit könnten auch Wearables hergestellt werden, die sich mit der Kraft der Sonne selbst beheizen.
Andreas Greiner und Seema Agarwal an einer Anlage zum Elektrospinnen. Im Gegenlicht sind die dünnen Fasern zu erkennen, die den Vliesstoff bilden.
Foto: Christian Wißler
Bisher ist funktionale Kleidung vor allem eines: schwer. Sie schützt den Träger und erfüllt ihren Zweck, sie ist aber weder bequem, noch atmungsaktiv. Das soll sich nun ändern. Wissenschaftler der Universität Bayreuth haben in Zusammenarbeit mit Kollegen der Donghua University in Shanghai und der Nanjing Forestry University einen neuen Vliesstoff entwickelt.
Die Fähigkeiten des neuen Vliesstoffes
Das neue textile Material weist all die Eigenschaften auf, die man sich von Alltagskleidung erwartet und verbindet das mit funktionalen Eigenschaften für Hightech-Kleidung. Zum einen sind die Stoffe flexibel, sie passen sich ihrem Träger also an und sind so auch für kleinere und leichtere Personen über einen längeren Zeitraum gut tragbar. Dazu sind die atmungsaktiv und – nun kommt das eigentliche Highlight – leitfähig.
Die Wissenschaftler haben es geschafft, dem flexiblen Stoff elektrische Leitfähigkeit einzuhauchen. Damit sei der Weg frei für bequeme Hightech-Kleidung, zeigt sich das Team um den Bayreuther Professor für Makomolekulare Chemie, Andreas Greiner, zuversichtlich.
Die Herstellung: Elektrospinnen mal anders
Im Gegensatz zu vielen anderen Entwicklungen, gaben sich die Wissenschaftler nicht damit zufrieden, bestehende Kleidungsstücke mit Metalldrähten in smarte Textilien umzuwandeln. Stattdessen haben Sie die Vliesstoffe gleich selbst modifiziert. Dafür setzen sie das Verfahren des Elektrospinnens ein. Das Verfahren an sich ist bewährt: Ein Polymer wird geschmolzen und an einer Elektrode dosiert, wo ein elektrisches Feld dünne und dünnste Bestandteile der Lösung abzieht und zu Fasern mit einer Stärke im Mikro- und sogar Nanometerbereich spinnt, die auf der Gegenelektrode gesammelt werden. Aus den vereinten Polymerfäden wird schließlich der Vlies.
Die Wissenschaftler um Greiner mischten diesen Polymerfasern nun winzige Silberdrähte mit einem Durchmesser von 80 Nanometern bei und entwickelten daraus einen Vliesstoff, der mit den genannten Eigenschaften daherkommt.
Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig
Künftig könnte der Vliesstoff in Kleidung verarbeitet und mit Solarzellen ausgestattet werden, die Sonnenlicht in Wärme umwandelt und den Träger so wie eine beheizbare Decke vor Kälte schützen. Mit Sensoren bestückt können die Kleidungsstücke Fitnessarmbänder ablösen und beim Laufen direkt Daten zur erbrachten Kilometerleistung und der Herzfrequenz erheben. Und wer nicht auf seine Smartwatch verzichten möchte beim Laufen, kann sie zumindest währenddessen an den Pullover anschließen und so aufladen.
Das Konzept, das der Herstellung leitfähiger Textilien zugrunde liegt, sei jedoch „grundsätzlich auf viele Systeme übertragbar“, erklärt der Erstautor der Studie, Doktorand Steffen Reich. So könnten die Vliesstoffe etwa als Elektroden in die mikrobiellen Brennstoffzellen eingesetzt werden, die gerade in Bayreuth erforscht werden. Oder in andere textile Materialien wie Auto- und Flugzeugsitze.
Bis es so weit ist, wird allerdings noch einige Zeit vergehen, um aus dem nun entwickelten Vliesfetzen ein komplettes Kleidungsstück zu machen. Und während die Wissenschaftler in Bayreuth und China weiterforschen, tüfteln überall auf der Welt weitere Forschungsgruppen an smarter Kleidung und Hightech-Materialien. So entstehen gerade u.a. eine Jacke, mit der man telefonieren kann, in Texas wird an einer Textilfaser geforscht, die Storm erzeugen soll und drei Frauen aus Leipzig wollen mit Hightech-Textilien direkt die herkömmlichen Fahrradschlösser aus Stahl ablösen.
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