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FTE info logoMagazin für die europäische Forschung N° 45 - Mai 2005    
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 INHALT
 EDITORIAL
 Die Logik des „Sprungs nach vorne“
 Die Umrisse des Siebten Rahmenprogramms 
 Östlicher Vorposten des Europäischen Forschungsraums
 Landwirtschaftliche Tradition
 Geburt einer von Europa aufgepeppten Forschung
 Out of Africa
 Die Campylobakterien unter der Lupe
 Rendezvous mit fernen Welten
 Aus der Haft entlassen, ins Nichts entlassen?
 Forschung im Schaufenster
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TEXTILINDUSTRIE
Title  Dem Wissen auf der Spur

Um die Innovation und Wettbewerbsfähigkeit wieder in Schwung zu bringen, bemüht sich die Textilindustrie, neue Wachstumschancen wahrzunehmen. Sie öffnet sich in allen Bereichen für die verschiedenen neuen Strömungen in Wissenschaft und Technologie.

Schutzhandschuh für den Schneidetisch in der Kleiderkonfektion © IFTH
Schutzhandschuh für den Schneidetisch in der Kleiderkonfektion
© IFTH
Die Textilwissenschaftler und -ingenieure sind aufgefordert, ihr herkömmliches Berufswissen hinter sich zu lassen und in alle Richtungen nach den verschiedensten neuen Kenntnissen Ausschau zu halten, die in ihrem eigenen Sektor oftmals völlig neuartige Anwendungen zeitigen könnten. Lutz Walter (Euratex): „Neben den neuen Technologien, die neue Verfahren in die Textilbetriebe einführen könnten, heißen die neuen Paradigmen sowohl für die Ausgangsmaterialien als auch für die Endprodukte Multifunktionalität, Reaktivität und Materialintelligenz der Gewebe. Manche Anwendungen werden von den Stylisten und Modeschöpfern, die immer auf der Suche nach Neuem sind, im Flug erhascht. Andere richten sich insbesondere an eine Vielzahl neuer Nischen auf den Technikmärkten.“

Die biotechnologische Ader
Am oberen Ende der Fabrikationskette liefern biotechnologische Anwendungen ein Beispiel, insbesondere was die herkömmliche Aufbereitung und Behandlung von Naturfasern anbelangt. So sind heute vor dem Spinnen der beiden hauptsächlichen Ausgangsmaterialien, Baumwolle und Wolle, chemische Prozesse notwendig, um Unreinheiten zu entfernen, das Rohmaterial zu entfetten und die Fasern für das Färben vorzubereiten. Diese teuren Eingriffe stellen oftmals auch eine schwere Umweltbelastung dar und erfordern eine aufwändige Wiederaufbereitung der Abwässer. Die Forschung richtet sich daher auf biologische Alternativen.

Diese bieten viel versprechende Vorteile hinsichtlich der Effizienz der Prozesse, die auf Pilotebene gut beherrscht werden. Alternative Verfahren, die Enzymeigenschaften nutzen, beginnen so effizient zu werden, dass sie die chemischen Wirkstoffe ersetzen könnten. Ihr Einsatz im industriellen Maßstab bereitet allerdings noch Probleme hinsichtlich der Stabilität und Zuverlässigkeit.

Satellitenblick auf die Farben
Auf einer anderen Ebene, der Qualitätskontrolle gefärbter Gewebe, ist auch der erstaunliche Technologietransfer zu erwähnen, den die Europäische Raumfahrtbehörde im Bereich der Farbunterscheidung verwirklicht hat. Für die satellitengestützte Fernerkundung im Agrarbereich haben die Ingenieure der ESA ein „künstliches Auge“ zur Kontrolle der chemischen Düngemitteleinträge auf Ackerflächen – erkennbar anhand der Verfärbung der Erde – entwickelt. Das finnische Unternehmen Specim und mehrere italienische Partner, darunter die Universität Como, haben diese optische Technologie auf ein automatisches System übertragen, das in der Lage ist, das Gewebe zu inspizieren, ohne die Produktion zu unterbrechen, d. h. während es in einer Geschwindigkeit von 100 Meter pro Minute über die Rollen läuft. Dieser elektronische Blick erlaubt es, farbliche Unregelmäßigkeiten in Echtzeit zu entdecken und allfällige Fabrikationsfehler sogleich zu korrigieren.

Ein großer Teil der relevanten Innovationen betrifft jedoch vor allem das letzte Glied der Kette: die Veredelung und Oberflächenbehandlung. Ein exemplarischer Fall ist die Verwendung der Plasmaphysik. Diese erlaubt beispielsweise, ein hydrophiles Textilmaterial wie etwa Baumwolle wasserundurchlässig zu machen oder umgekehrt die hydrophoben Eigenschaften eines synthetischen Gewebes zu neutralisieren.

Im Übrigen stellt auch die Erforschung der komplexen Strukturen der lebenden Organismen und natürlichen Prozesse in ihrer ganzen biologischen Vielfalt, die in gewissem Sinne die frühere Faszination der Seidenraupe ablöst, eine fruchtbare Inspirationsquelle dar.

Selbstreinigende und hydrophobe Eigenschaften von mit einem nanotechnologischen Verfahren namens Effet-Lotus® hergestellten Textilien. © V.v.Arnim-ITV Denkendorf
Selbstreinigende und hydrophobe Eigenschaften von mit einem nanotechnologischen Verfahren namens Effet-Lotus® hergestellten Textilien. © V.v.Arnim-ITV Denkendorf
Selbstreinigende und hydrophobe Eigenschaften von mit einem nanotechnologischen Verfahren namens Effet-Lotus ® hergestellten Textilien.
© V.v.Arnim-ITV Denkendorf
Selbstreinigung mit dem „Effet-Lotus“
Eine erstaunliche Entdeckung kam aus einem Fach – der Botanik –, das mit der Textilproblematik zunächst nichts zu tun hat. Als der deutsche Forscher Wilhelm Barthlott vom Botanischen Institut Bonn (DE) in den 90er Jahren die Oberfläche der Lotusblätter im Nanometer-Maßstab untersuchte, stellte er fest, dass diese für die strahlende Reinheit ihrer Blüten und Blätter bekannte Pflanze diese Eigenschaft einer sehr hohen Dichte der Nano-Unebenheiten auf ihrer Oberfläche verdankte. Diese Unebenheiten fangen auf ihren Spitzen Schmutzablagerungen, etwa Fettstoffe, auf, verhindern aber eine stabile Haftung. Daher reagiert die Pflanze im Regen wasserabweisend. Die Wassertropfen „rollen“ auf diesen feinen Spitzen und ziehen dabei die aufgrund dieser Oberflächenbeschaffenheit schlecht haftenden Schmutzablagerungen mit sich.

Diese mithilfe nanotechnologischer Verfahren auf die Oberfläche von Geweben übertragene Selbstreinigungsfähigkeit ist unter dem Namen Effet-Lotus® als technologische Innovation entwickelt und patentiert worden. Sie wird für spezifische Nischen genutzt, beispielsweise für Segeltücher im Außenbereich oder für bestimmte Kleidungsstücke. Das Beispiel zeigt, wie die Verquickung von Kenntnissen, die an sich weit auseinander liegen – in diesem Fall Botanik und Nanowissenschaft –, unerwartete Innovationen hervorbringen können.

Heilende Gewebe und Chitinfasern
Ein weiteres Beispiel mit medizinischem Mehrwert ist das Chitin. Dieses sehr verbreitete Bio-Polymer mit einer der pflanzlichen Zellulose ähnlichen Struktur findet sich in den Panzern von Krustentieren und den Außenskeletten zahlreicher Insekten.

Chitin ist heute Gegenstand sehr zahlreicher Forschungsprojekte im Agrar-, Lebensmittel- und Kosmetikbereich. Eine besonders viel versprechende textile Anwendung wird derzeit an der Universität Gent (BE) studiert. Sie besteht in der Entwicklung von Fasern auf Chitinbasis für medizinische Verbände mit einer Doppelfunktion: die Haut von Menschen mit schweren Verbrennungen nachzubilden und einen sicheren Schutzschild gegen Bakterienbefall zu bilden.


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  Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft
  Bestandsaufnahme
  Ein Kreuzfahrer der Innovation
  Synthetische Vergangenheit
  Dem Wissen auf der Spur
  Über das Einweben von Intelligenz

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Wenn es ein Werkzeug gibt, bei dem der Fortschritt stehen geblieben ist, dann ist es die Nähmaschine, die auf die Zeit um 1830-1850 zurückgeht. Sie wurde zwar laufend verbessert, aber in einem wesentlichen Punkt hat die moderne Technologie sie um kein Iota vorangebracht: Es gibt keine befriedigende mechanische Lösung, die die Führung der Nähmaschine durch den Menschen (zumeist eine Frau) ersetzt. Bisher war einzig die menschliche Hand mit ihrer Fingerfertigkeit in der Lage, das weiche und bewegliche Material eines Stoffs zu so komplexen Gebilden, wie es Kleider sind, zusammenzufügen. Daher auch die hohe Arbeitsintensität, ein entscheidendes Element dieses Sektors.

Dieser einzigartigen Herausforderung hat sich ein wichtiges, 2004 gegründetes integriertes europäisches Projekt namens Leapfrog(1) gestellt. „Zahlreiche Entwicklungen roboterisierter Nähverfahren an kugeligen Formen mithilfe von 3D-Visualisierung lassen erwarten, dass eine nennenswerte Automatisierung der Konfektion möglich ist“, betont Lutz Walter (Euratex). Das Projekt will mit diesem Sprung auch eine IT-gestützte Flexibilisierung des Konfektionsmanagements erreichen, indem sie dieses stärker auf die Nachfrage und die Vorlieben der Verbraucher ausrichtet.

(1) Leapfrog (Leadership for European Apparel production From Research along Original Guidelines) vereinigt 35 Industrie- und Hochschulpartner in 11 europäischen Ländern. Budget: 23 Millionen €, davon werden 60 % von der EU beigesteuert. Dauer: 4 Jahre.

  Welche Strategie für die europäische Textilindustrie?

2004 wurde eine Technologieplattform für die Zukunft der Textil- und Bekleidungsindustrie in Europa am Horizont 2020 durch drei große, der Forschung und technologischen Entwicklung verpflichtete europäische Organisationen gegründet: Euratex, Textranet und Autex. Diese Gruppierung, die Experten aus allen Himmels- und Fachrichtungen zusammenführt, hat am Horizont 2020 drei Fixpunkte mit Überlegungen, Vorschlägen und Initiativen ins Auge gefasst:

  • Zunehmend der Herstellung spezialisierter Güter mit hohem Mehrwert den Vorrang geben.
  • Die FuE für neue Textilanwendungen hochfahren.
  • Von der Fertigung für den Massenkonsum zu einer Personalisierung der Produkte übergehen.


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