#SuccessStory: Textilien gewinnen Strom für smarte Sensoren

Die Grabher Group forscht an Textilien mit eingebauter Energiegewinnung, um damit in die Kleidung eingelassene Sensoren autonom zu betreiben. Power-Tex heißt der Stoff, der viele Anwendungsträume bald Wirklichkeit werden lässt.

In einige funktionale Kleidungsstücke sind bereits heute Sensoren eingelassen, die Vitalfunktionen messen. Smart-Shirts für Sportler (wie vom steirischen Start-up sanSirro) liefern genaue Informationen zu Puls, Atemfrequenz, Kalorienverbrauch und vielen weiteren Trainingsdaten. Entwickelt wurden die Fasern für dieses Smarttextil bei der Vorarlberger Grabher Group. Elektronik und Batterie sind dabei in einer 18 Gramm leichten Einheit untergebracht, die vor dem Waschen und zum Laden einfach abgenommen wird.

Smart-Shirts liefern in Echtzeit Trainings- und Körperdaten. Foto: © Grabher Group GmbH

Klingt beeindruckend, die Variante mit der herausnehmbaren Elektronik ist für die F&E-Abteilung der Grabher Group allerdings nur die zweitbeste Lösung. Im von der FFG geförderten Projekt „Power-Tex“ forscht sie nach einer neuartigen, kostengünstigen und faserbasierten Lösung, die die benötigte Energie selbst erzeugen kann. Ziel ist es, Batterien überflüssig zu machen. Als besonders vielversprechend hat sich der Ansatz erwiesen, die Reibung zwischen den Fasern zur Energiegewinnung zu nutzen. Gespeichert in einem Textilsuperkondensator, steht damit ausreichend Strom für die Mikroelektronik zur Verfügung. Größter Vorteil bei dieser Lösung: Das gesamte Produkt ist waschbar wie ein normales Kleidungsstück.

High-Tech-Stoffe aus Vorarlberg

Größte Herausforderung beim Projekt Power-Tex ist die Integration von Mikroelektronik in die Faser unter Beibehaltung der gewünschten Stoffeigenschaften. Das Endprodukt soll mit anderen Kleidungsstücken bei Dehnbarkeit, Komfort, Atmungsaktivität und Waschbarkeit vergleichbar bleiben. Um das Ziel zu erreichen, wird die Faser mit den gewünschten Leiteigenschaften versehen und mit einer Barriere-Nanobeschichtung überzogen. Dieser Schutz vermeidet eine Funktionsstörung des Stromgenerators und des Sensors in einer regnerischen oder feuchten Umgebung.

Textilfremde Technologien verstehen und unterschiedliche Kompetenzen in Fasern zu integrieren, ist eine der großen Stärken der Grabher Group. Die eigens entwickelte Meltblown-Anlage für feinste Fasern ist weltweit ebenso einzigartig wie der 12 m³-Niederdruckplasmareaktor am Unternehmensstandort. Nur auf dieser Basis lässt sich eine derartige Entwicklung überhaupt realisieren.

Vorarlberg ist noch heute eine Hochburg der Textilindustrie und europaweit die einzige Region mit der gesamten Wertschöpfungskette. Historisch baut dieser Vorsprung auf unterschiedliche Faktoren auf, die Nähe zum Maschinenbau im Rheintal. Jede Kompetenz ist in wenigen Kilometern Entfernung verfügbar. Günter Grabher hebt noch einen zusätzlichen Vorteil des Standorts hervor: „In der Schweiz werden nur Hochschulen und wissenschaftliche Einrichtungen gefördert. Die Unterstützung der FFG für Unternehmen ermöglicht in Österreich Projekte, die sonst durch das hohe Risiko nicht umsetzbar wären.“

Weltweit Spitzenposition absichern

Textilbeton ist um zwei Drittel leichter als konventioneller Beton. Foto: © Grabher Group GmbH

Innovation ist im Wettbewerb der globalen Textilindustrie der entscheidende Faktor. Ein Blick über den Tellerrand zeigt, dass mit den richtigen Fasern viele Herausforderungen besser gelöst werden können. Eines der wichtigsten Forschungsprojekte des Unternehmens ist Textilbeton. Normaler Stahlbeton muss zur Verhinderung der Eisenkorrosion ausreichend dick ausgeführt werden. Im Textilbeton sichert eine 3D-Struktur aus Carbon- oder Basaltfasern die Tragkraft, die Betondicke sinkt von 12 cm auf 4 cm bei gleicher Traglast. Durch den um zwei Drittel leichteren Beton werden entscheidend Ressourcen und damit CO₂ in der Zementproduktion gespart. Darüber hinaus lassen sich so auch Brücken sanieren, die mit herkömmlichem Beton die Last statisch nicht mehr tragen könnten.

Die Grabher Group ist heute bereits etablierter Vorreiter bei Neuentwicklungen. Der gerade entstehende neue Unternehmenssitz mit starkem F&E-Schwerpunkt soll den Technologievorsprung ausbauen. In den nächsten Jahren wird man sich hier intensiv mit Textil-Lebenszyklen, Kreislaufwirtschaft und Recycling beschäftigen.