Printed Electronics in Textilien: Immer kleiner, smarter und alltagstauglicher

Das Zentrum für Nanotechnologie und smarte Materialien (CENTI) in Portugal arbeitet an der Entwicklung einer „intelligenten Faser“. Aus ihr sollen einmal Textilien hergestellt werden können, die ganz neuartige, technische Funktionalitäten haben. Neben ihrem eigentlichen Zweck sollen die, aus drei Komponenten bestehenden Garne gleichzeitig elektrische Geräte in Miniaturgröße sein, die zum Beispiel als Sensoren für die Überwachung von Körperfunktionen dienen. Oder über Solar-Funktionen Energie sammeln.

Als CENTI-Forscher Kevin Rodrigues diese und andere neue smarte Textil-Technologien auf der ISPO Munich 2020 vorstellte, sah man auf den Zuschauerbänken in der ISPO Academy viele staunende Gesichter. Aber auch das aufkeimende Verständnis, was diese, wie aus einem Science-Fiction-Streifen wirkenden Textilien mit Printed Electronics für Vorteile bringen.

Die Spezialisten für smarte Materialien haben zum Beispiel Sicherheitskleidung entwickelt, in der Sensoren für toxische Stoffe oder Strom eingebettet sind und die automatisch die Vitalfunktionen der Nutzer überprüfen. So können Leben gerettet werden.

Natürlich lassen sich derlei Funktionalitäten – wie die Überprüfung von Puls oder Blutwerten – auch in Sportkleidung inkludieren. Das Fraunhofer Institut für Integrierte Systeme und Bauelementtechnologie (IISB) entwickelt zum Beispiel den Sensor „Elecsa“, der über den Schweiß von außen die entsprechenden Werte ermittelt.

„So kann man das Training und die Gesundheit ständig überwachen – ganz ohne störenden Brustgurt. Printed Electronics gehört neben dem Medizin- und Gesundheitsbereich ganz speziell in der Sportindustrie die Zukunft, weil es ganz viele nützliche Anwendungsfälle gibt“, erklärt Dr. Klaus Hecker, Managing Director der Organic and Printed Electronics Association (OE-A) im Gespräch mit ISPO.com.

Neben smarten Textilien sieht er auch die Energie-Erzeugung über Solarzellen in Kleidung oder Rucksäcken sowie innovative Schwimm- oder Skibrillen als wichtige Zukunftsmärkte. „Man könnte über Displays in Skibrillen zum Beispiel die über Sensoren erfasste aktuelle Geschwindigkeit einblenden oder die Leute zu dem Lift leiten, wo die wenigsten Menschen anstehen“, träumt Hecker. Ebenfalls ein wichtiges Anwendungsfeld im Sport ist das Feuchtigkeitsmanagement (Moisture Management): Dabei wird Schweiß aus den eng am Körper anliegenden Fasern nach außen befördert, damit sich der Athlet jederzeit gut fühlt. 

Schon auf der ISPO Munich 2020 wurde mit beheizbaren Skijacken, die auch noch Strom fürs Smartphone liefern, deutlich, wohin die Reise in Sachen Technologie-Integration in Textilien geht. Doch die Printed Electronics der Zukunft werden noch kleiner, smarter und alltagstauglicher werden. Forscher am Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen arbeiten zum Beispiel daran, die Haltbarkeit und Waschbarkeit von smarten Textilien zu verbessern. Bisher sind die meisten Produkte auf dem Markt entweder gar nicht oder nur sehr begrenzt waschbar.

Auf dem richtigen Weg ist die Firma DuPont Advanced Materials, die unter dem Namen Intexar dehnbare und elektronisch leitfähige Druckmaterialien entwickelt hat. Die gedruckte Elektronik wird mit industriellen Standardverfahren in die Textilien integriert und verträgt bis zu 100 Waschmaschinengänge. Mit den Kohlenstoff- und Silbertinten lassen sich zum Beispiel hauchdünne Heizelemente für Outdoor-Kleidung drucken, die schon bei den Olympischen Winterspielen 2018 vom US-Team genutzt wurden.

Wie belastbar gedruckte Elektronik mittlerweile ist, beweist auch die Firma Quad aus Belgien: Das Unternehmen entwickelt zusammen mit dem niederländischen Start-up ATO-gear eine mit Elektronik bedruckte Einlegesohle für Laufschuhe. Acht Drucksensoren erfassen das biomechanische Bewegungsmuster des Fußes, vom Aufsetzen bis zum Abrollen. Die Daten können via Bluetooth an ein Smartphone übertragen werden.

Die Messe LOPEC führt jährlich in München die Player aus dem Technik-, Sport- und Bekleidungsbereich zusammen, das nächste Mal vom 23. bis 25. März 2021.