Neues Textilmaterial: Forscher wollen Kleidung mit Muskeln entwickeln

Schon länger arbeiten Forscher an Hightech-Textilien. Mithilfe spezieller Kunststoffe könnte Kleidung entstehen, die sich von selbst bewegt.

Forscher bei der Entwicklung von intelligenten Textilien

Foto: Linköping University

Eines Tages könnte diese Entwicklung Menschen mit Behinderungen helfen: Eine neue Art gewebter und gestrickter Textilien kann durch elektrische Impulse gestreckt und wieder verkürzt werden - fast wie ein Muskel. Die Stoffe könnten künftig eingeschränkte Patienten bei ihren Bewegungen unterstützen. Schwedische Wissenschaftler um Edwin Jager von der Universität in Linköping (Schweden) stellten das neue System im Fachjournal "Science Advances" vor.

Mit Exoskeletten und elektronischen Prothesen stehen bereits Technologien zur Verfügung, die Menschen ihre Beweglichkeit zurückbringen können. "Sie bieten schnelle Reaktionen und haben hohe Leistungsdichten, sind aber sperrig, schwer, steif und laut, sie fühlen sich nicht biologisch an und werden vom Endverbraucher wenig akzeptiert", schreiben Jager und Kollegen. Deshalb suchten sie nach Alternativen. Ihre Wahl fiel auf beschichtetes Zellulosegewebe.

Dabei kombinieren die Forscher uralte Techniken mit modernsten Methoden. Sie stellten zunächst mithilfe von Zellulosefasern herkömmliche Stoffe her - sowohl gestrickte als auch gewebte. Dann beschichteten sie die Stoffe mit elektroaktiven Polymeren.

Das läuft ähnlich ab wie Färben. Zunächst erhalten die Gewebe eine hauchdünne Schicht des Kunststoffs Pedot, der die Unterlage für die elektrisch leitfähige Schicht aus Polypyrrol bildet. Dieser Kunststoff wird bereits in Sensortechnik, Solarzellentechnik und Mikrobiologie verwendet.

Funktion bisher nur in wässriger Lösung

Wurden die so modifizierten Textilien elektrisch stimuliert, zogen sie sich zusammen und konnten aber auch wieder gedehnt werden. Noch funktionieren die Bewegungen nur, wenn das Gewebe in eine wässrige Lösung getaucht ist, die als Elektrolyt dient.

Bei einer Spannung von 0,5 Volt verlassen positiv geladene Ionen die Gewebefäden, das Gewebe zieht sich zusammen. Bei einer Spannung von -1 Volt strömen diese Ionen in die Fäden, sodass das Gewebe sich dehnt. Das Team um Jager arbeitet bereits an einem Verfahren, das ohne wässrige Lösung auskommt - noch ist das Verfahren der Forscher am Anfang.

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Die Wissenschaftler untersuchten auch die Unterschiede von gewebten und gestrickten beschichteten Textilien. Sie stellten fest, dass gestrickte Gewebe zwar weitaus dehnungsfähiger sind als die gewebten, dafür aber weniger Bewegungskraft aufbringen. Was diese Kraft bewirkt, demonstrierten die Forscher an einem Spielzeugkran: Ein drei Zentimeter langes Stück beschichtetes Gewebe bewegte je nach angelegter Spannung einen Hebel auf und ab.

Als Ausblick schreiben die Forscher: "Wir stellen uns die Integration von textilen Antrieben in Kleidung wie Strumpfhosen vor, die einen Exoskelett-Anzug bilden, der getragen werden kann, um das Gehen zu unterstützen." Auch könnten aus solchen Textilien Socken und Ärmel hergestellt werden, die wie eine Kompression wirken, um Ödeme zu lindern.

joe/dpa