RWTH-Institut für Textiltechnik forscht an smarter Kleidung

Leitendes Garn und Sensoren : An der RWTH wird smarte Kleidung entwickelt

Aachener Wissenschafler entwickeln smarte Textilien

Schon längst keine Zukunftsmusik mehr: Am Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen arbeitet Volker Lutz an smarten T-Shirts und Kissen, die aufeinander reagieren können.

Wenn Volker Lutz über smarte Kleidung spricht, dann klingt das an manchen Stellen ein bisschen wie in einem dieser futuristischen Filme, die Anfang der 2000er erschienen sind: praktisch und ziemlich fulminant. Es geht um spezielles Garn, um Sensoren und auch um Schnittstellen, Smartphone-Apps etwa. Bloß, dass das Ganze gar nicht in der Zukunft spielt: Für die Wissenschaftler am Institut für Textiltechnik (ITA) in Aachen ist das Thema nämlich nicht neu. Für die breite Masse hingegen wird es erst seit jüngster Zeit zunehmend interessant.

In Aachen jedenfalls wird schon seit 10, 15 Jahren an dem Thema geforscht, schätzt Lutz, Ingenieur am ITA. Seit ungefähr vier Jahren größer, ganzheitlicher. Das heißt: Vernetzungen und Kooperationen werden mitgedacht.  „Das ist nicht nur ein textiles Thema“, sagt auch Lutz. Und zwar mit Nachdruck, ganz so, als ob er diesen Punkt für einen entscheidenden hält.

Denn: Für ein smartes T-Shirt braucht es nicht nur leitendes Garn und Stoff, auf den gestickt wird, sondern ebenso die Elektronik, die alles zum Laufen bringt, die Anwendungen, die das Signal vom Shirt aufnehmen können, die Software, die dahinter steht. Und natürlich ein Geschäftsmodell, um das Produkt vermarkten zu können – ein hübsch aussehendes Produkt am besten, es soll sich ja schließlich verkaufen. Eine ganze Menge Schnittstellen. „Die zusammenzuführen ist manchmal komplizierter als die Elektronik dahinter“, sagt Lutz.

Druckt intelligente Textilien: Alon Tal, Mitarbeiter am ITA. Bislang nur in kleinem Stil, denn eine industrielle Fertigung gibt es noch nicht. Foto: ZVA/Harald Krömer

In den Hallen in Aachen, in denen das Institut seine Produktionsverfahren entwickelt und ausprobiert, geht es im Moment vor allem um Kissen. Intelligente Kissen mit LEDs, die auf Händedruck leuchten. Die Möglichkeiten sind noch lange nicht ausgeschöpft. Später sollen die Kissen zugleich auch Wecker sein: Via App könnte dann eine Art Alarm programmiert werden, der das Kissen morgens zur richtigen Zeit hell werden lässt.

Nun jedenfalls stellt das Institut die Kissen erst mal im Mai auf der Techtextil-Messe in Frankfurt aus, einer internationalen Fachmesse für technische Textilien und Vliesstoffe. Mehr noch: Die Kissen werden dort live hergestellt. Erst kommt das Textil von der Rolle, wird geschnitten, dann geht es in die Stickmaschine, danach in die Nähmaschine. Alles automatisch, wie eine Mini-Fließbandproduktion. Eine Menschenhand muss nur das Kissen in eine Hülle schieben.

Forscht an smarter Kleidung: Volker Lutz. Foto: ZVA/Harald Krömer

Die Menschenhand ist aber in der Tat ein Problem, das Lutz anspricht. Oder viel mehr die Tatsache, dass sie gebraucht wird: Die smarten Textilien sind nämlich noch nicht industriell herstellbar. Das, sagt er, liege eben zum einen an der Vielzahl der Schnittstellen, die es zu koordinieren gilt, oder einfacher gesagt, an der Vielzahl der Maschinen und Hersteller, die erfolgreich miteinander kommunizieren müssen, um schließlich ein Produkt herstellen zu können. Und an der fehlenden Maschinentechnologie, die die verschiedenen Materialien verarbeiten können müsste. Zum anderen an der riesigen Vielfalt und an den vielen Anwendungsmöglichkeiten der smarten Produkte.

Das, sagt Lutz, sei natürlich etwas Gutes. Aber eben auch etwas Problematisches oder Herausforderndes. „Es ist noch nicht ganz klar, was nun für was genau genutzt werden kann.“ Das geht schon bei den Sensoren los: Dehnungssensoren, Näherungssensoren und Feuchtigkeitssensoren gibt es zum Beispiel, zählt Lutz auf. Der Sensor für die Feuchtigkeit sei zum einen im medizinischen Bereich denkbar – die Hautfeuchte sei vor allem bei Diabetikern ein Thema. Aber auch der Stoff für eine Markise, die von selbst einfährt, weil sie merkt, sie wird nass, sei denkbar. Oder eine Jacke, deren Struktur sich verändert und öffnet, wenn es warm wird. Und noch vieles mehr.

Genauso bei den anderen Sensoren. Ein Teppich könnte mithilfe eines Drucksensors melden, wann jemand über ihn drüber läuft oder gar, ob jemand auf ihm gestürzt ist. Derselbe Sensor könnte aber auch anzeigen, ob die neuen Kinderschuhe wirklich bequem an den Fuß passen.

Neben dem leuchtenden Wecker-Kissen in der Produktionshalle liegt auch noch ein rosa T-Shirt. Es ist mit einem schlichten Muster aus goldenem Garn bestickt. Lutz dreht es auf links und zeigt das leitende Garn von dieser Seite, die auf der Haut sitzt. „Wie ein flauschiger Flor“, sagt er, und er hat Recht damit. Das sei einer der Vorteile, die das Shirt gegenüber den Bändern habe, die den Puls messen: Es ist bequemer.

Nicht nur schön, auch nützlich

Und dabei auch noch genauer, sagt Lutz. Die Stickung sieht nämlich nicht nur schön aus, sie ist mit Silber beschichtet, die einen kleinen Strom in den Körper induziert. Das Signal, das danach zurückkommt, kann via App ausgelesen werden und zeigt die Herzfrequenz des Trägers an. 50 Haushaltswäschen soll es aushalten, sagt Lutz, das ist nicht anders als bei herkömmlichen Shirts.

Einerseits könnten solche Shirts eben für Sportler interessant sein. Andererseits für die Medizin, zum Beispiel als EKG-Ersatz: „Nur der Arzt kann die Elektroden befestigen, und dann muss man das Gerät auch noch zwei Tage herumtragen und damit schlafen – das ist doch unpraktisch“, sagt Lutz. Das Garn im T-Shirt könnte dabei schon genau an den richtigen Stellen eingearbeitet sein.

Überhaupt sieht Volker Lutz die Zukunft der Aachener Forschung eher im medizinischen Bereich. „Wir glauben ganz fest daran, dass es realistisch ist, die Textilien wirtschaftlich industriell herzustellen“, , sagt er. Zwei, drei Jahre dauert das wohl noch, schätzt Lutz. Verschiedene Kooperationen hat das ITA schon geschlossen – unter anderem mit südkoreanischen Herstellern und Instituten. Automatisierung sei der Schlüssel und das Ziel. Im Moment sei das smarte Kissen die erste industrienahe Fertigung von smarten Textilen weltweit, sagt er – made in Aachen.

Denkt man noch ein bisschen weiter, dann könnte das smarte T-Shirt die Daten vermutlich auch direkt an den Arzt übertragen. Oder die Hautfeuchte des Diabetikers dorthin zur Kontrolle schicken. So oder so sind es unfassbare Datenmengen, die neu entstehen, sollten smarte Textilien massentauglich werden. Eine weitere Hürde, die zu den ganzen Akteuren und Schnittstellen dazukommt. „Wir wissen, dass Datenschutz Teil des Themas werden wird“, sagt Volker Lutz. Und wie das angegangen wird, könnte darüber entscheiden, ob es so wird, wie in den guten futuristischen Filmen, in denen technische Helferlein das Leben leichter machen.