Textination Newsline

Präzise angewandte metall-organische Technologie erkennt und bindet giftige Gase aus der Luft

Eine dauerhafte Beschichtung auf Kupferbasis, die von Forschenden in Dartmouth entwickelt wurde, kann präzise in Gewebe integriert werden, um reaktionsfähige und wiederverwendbare Materialien wie Schutzausrüstungen, Umweltsensoren und intelligente Filter herzustellen, so eine aktuelle Studie.
 
Die Beschichtung reagiert auf das Vorhandensein giftiger Gase in der Luft, indem sie diese in weniger giftige Substanzen umwandelt, die im Gewebe eingeschlossen werden, berichtet das Team im Journal of the American Chemical Society.

Die Ergebnisse beruhen auf einer leitfähigen metallorganischen Technologie bzw. einem Modell, das im Labor der korrespondierenden Autorin Katherine Mirica, außerordentliche Professorin für Chemie, entwickelt wurde. Dabei handelte es sich um eine einfache Beschichtung, die auf Baumwolle und Polyester aufgetragen werden konnte, um intelligente Textilien zu schaffen, die die Forscher SOFT = Self-Organized Framework on Textiles nannten (JACS 2017). In ihrer Arbeit zeigten sie, dass die SOFT-Smart-Stoffe giftige Substanzen in der Umgebung erkennen und binden können.

In der neuesten Studie fanden die Forscher heraus, dass sie - anstelle der einfachen Beschichtung, über die 2017 berichtet wurde - die Struktur mithilfe eines Kupfervorläufers präzise in Gewebe einbetten können, wodurch sie spezifische Muster erstellen und die winzigen Lücken und Löcher zwischen den Fäden effektiver ausfüllen können.

Die Forschenden stellten fest, dass die Modelltechnologie das Toxin Stickoxid effektiv in Nitrit und Nitrat sowie das giftige, brennbare Gas Schwefelwasserstoff in Kupfersulfid umwandelt. Wie sie weiter berichten, hält die Fähigkeit, giftige Stoffe abzufangen und umzuwandeln sowohl der Abnutzung oder dem normalen Abrieb wie auch Wasch- und Bügelvorgängen stand.
Die Vielseitigkeit und Haltbarkeit, die das neue Verfahren bietet, würde es ermöglichen, das Verfahren für spezifische Zwecke und an präziseren Stellen einzusetzen, beispielsweise als Sensor auf Schutzkleidung oder als Filter in einer bestimmten Umgebung, so Mirica.
 
„Die neue Abscheidungsmethode bedeutet, dass die elektronischen Textilien aufgrund ihrer Robustheit potenziell mit einer breiteren Palette von Systemen verbunden werden könnten“, sagte sie. „Dieser technologische Fortschritt ebnet den Weg für weitere Anwendungen der kombinierten Filtrations- und Sensorfähigkeiten des Gerüsts, die in biomedizinischen Bereichen und bei der Umweltsanierung von Nutzen sein könnten.“

Die Technik könnte auch eine kostengünstige Alternative zu Technologien sein, die teuer und nur begrenzt einsetzbar sind, da sie eine Energiequelle oder - wie etwa Katalysatoren in Autos - seltene Metalle benötigen, so Mirica.
 
„Hier verlassen wir uns auf eine in der Erde reichlich vorhandene Materie, um giftige Chemikalien zu ‚ent‘-giften, und zwar ohne Energiezufuhr von außen, so dass wir keine hohen Temperaturen oder elektrischen Strom benötigen, um diese Funktion zu erreichen“, sagte Mirica.

Co-Erstautor Michael Ko, beobachtete den neuen Prozess zunächst im Jahr 2018, als er versuchte, das metallorganische Gerüst auf kupferbasierten Dünnfilmelektroden abzuscheiden. Aber die Kupferelektroden wurden durch das Gerüst ersetzt.

„Er wollte es oben auf den Elektroden haben und nicht als deren Ersatz“, sagte Mirica. „Wir haben vier Jahre gebraucht, um herauszufinden, was passiert und welchen Nutzen es hat. Es ist ein sehr einfacher Prozess, aber die Chemie dahinter ist es nicht, und wir benötigten einige Zeit und zusätzliche Studierende und Mitarbeitende, um das zu verstehen.“

Das Team entdeckte, dass das metallorganische Gerüst über Kupfer „wächst“ und dieses durch ein Material ersetzt, das in der Lage ist, giftige Gase zu filtern und umzuwandeln. Ko und Co-Autor Lukasz Mendecki, ein Postdoktorand in der Mirica-Gruppe von 2017-18, untersuchten Methoden, um das Gerüstmaterial in bestimmten Designs und Mustern auf Gewebe aufzubringen.

Co-Erstautorin Aileen Eagleton, die ebenfalls der Mirica-Gruppe angehört, hat die Technik durch die Optimierung des Verfahrens zum Aufdrucken des metallorganischen Gerüsts auf Stoff fertiggestellt und untersucht, wie seine Struktur und Eigenschaften durch chemische Exposition und Reaktionsbedingungen beeinflusst werden.

Zukünftige Arbeiten werden sich auf die Entwicklung neuer multifunktionaler Gerüstmaterialien und die Skalierung des Verfahrens zur Einbettung der metallorganischen Beschichtungen in Gewebe konzentrieren, so Mirica.

Mit einem Luftanteil von bis zu 99,8 Prozent ist Aerogel der leichteste Feststoff der Welt. Das aufgrund seiner optischen und physikalischen Eigenschaften auch als „gefrorener Rauch“ bezeichnete Material hat eine außerordentlich geringe Wärmeleitfähigkeit, die andere Isolierungen um ein Vielfaches übertrifft. Die NASA nutzt Aerogel daher seit vielen Jahren für Raumfahrt-Projekte.

Dennoch war es in der rund 90-jährigen Geschichte des Werkstoffes bisher nicht gelungen, ihn in hoher Konzentration an Textilien zu binden und eine unkomplizierte Weiterverarbeitung zu ermöglichen. Die Outlast Technologies GmbH hat nun ein neuartiges zum Patent angemeldetes Verfahren entwickelt, mit dem sich große Mengen Aerogel dauerhaft an unterschiedliche Träger wie Vliesstoffe, Filze und Verbundmaterialien heften lassen. Deren ursprüngliche Eigenschaften bleiben erhalten, sodass sie sich in herkömmlichen Fertigungsprozessen problemlos weiterverarbeiten lassen.
 
Die unter dem Namen Aersulate vertriebenen Textilien sind nur 1 bis 3 mm dick und erreichen sehr hohe Isolationswerte, die selbst unter Druck und Feuchtigkeit weitestgehend erhalten bleiben. Trotz ihrer hohen Leistungsfähigkeit sind sie weich und bieten sich für Schuhe, Bekleidung und Arbeitsschutzprodukte an, aber auch für Schlafsäcke oder technische Anwendungen.

„Aufgrund der außerordentlichen physikalischen Eigenschaften nutzt die NASA Aerogel bereits seit vielen Jahren“, weiß Volker Schuster, Leiter Forschung und Entwicklung bei Outlast Technologies, „zum Beispiel zur Isolierung bei ihren Mars-Rovern oder zum Einfangen von Staub aus dem Schweif eines Kometen bei der Stardust-Mission.“ Seit der Entwicklung von Aerogel durch den US-amerikanischen Wissenschaftler und Chemieingenieur Samuel Stephens Kistler im Jahr 1931 war es trotz intensiver Forschung allerdings niemandem gelungen, den vielseitigen Werkstoff in größeren Mengen auf Textilien aufzubringen, ohne deren ursprüngliche Eigenschaften zu verändern. Damit waren die Produkte nicht nur häufig sehr starr, sondern machten durch ihren großen Staubabrieb auch eine Verarbeitung in herkömmlichen Produktionsprozessen unmöglich. Mit der neuentwickelten Aersulate-Technologie, die im Juni 2022 erstmals vorgestellt wurde, schlägt der in Heidenheim ansässige Spezialist für textile Thermoregulierung ein anderes Kapitel in der Isolierungs-Geschichte auf.

High-Performance-Isolierung - 1-3 mm dick
„Die Konsistenz von Aerogel lässt sich am besten als flüssige Staubkörner beschreiben, die sich aufgrund ihrer geringen Dichte innerhalb von Sekunden unkontrollierbar im Raum verteilen“, so Schuster. „Daher ist die Verarbeitung eine große Herausforderung.“ Es brauchte eine rund fünfjährige Entwicklungszeit, bis Outlast Technologies das neuartige Verfahren, Aerogel zwischen mehrere Stofflagen einzukleben, zur Marktreife brachte. Je nach Anwendungsbereich können Vliesstoffe, Filze oder unterschiedliche Verbundmaterialien als Träger genutzt werden. Die Eigenschaften der jeweiligen Textilien werden durch die Aersulate-Technologie nicht beeinträchtigt, sodass sie sich – trotz ihrer zugewonnenen thermischen Eigenschaften – problemlos in herkömmlichen Prozessen und unter industriellen Bedingungen weiterverarbeiten lassen.
 
Als Feststoff auf Silicatbasis wird Aerogel aus natürlichem Quarzsand gewonnen, verfügt jedoch über eine 1.000 Mal geringere Dichte als aus demselben Rohstoff hergestellte Gläser. Die außerordentliche Isolierungsleistung verdankt das Material seiner extrem porigen Struktur, die einen Luftanteil von bis zu 99,8 Prozent ermöglicht.
 
„Ein Liter Aerogel wiegt gerade einmal 50 g“, erläutert Schuster. „Schon 10 g davon verfügen allerdings über die Oberfläche eines Fußballfeldes.“ Dank dieser Eigenschaften übertreffen die Aersulate-Textilien bei einer deutlich geringeren Dicke sämtliche bisher bekannte Isolierungsmaterialien in ihrer Performance. So haben Tests der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) mithilfe des Alambeta-Verfahrens ergeben, dass sich der Wärmedurchgangswiderstand eines Aersulate-Vlieses im Vergleich zu einem herkömmlichen Vlies mit identischer Dicke mehr als verdoppelt. Hinzu kommt, dass die Isolierungsleistung von Aersulate-Produkten trotz Druck und Nässe hoch bleibt, während sie bei anderen gebräuchlichen Stoffen wie Filzen oder Polyurethan-Schäumen (PU) unter diesen Bedingungen massiv abnimmt.

Arbeitsschutz und Funktionskleidung mit Aersulate
Dank des textilen Trägers eignen sich die dünnen Aersulate-Produkte besonders für die Schuh- und Bekleidungsindustrie sowie sämtliche Bereiche des Arbeitsschutzes. Je nach Einsatzzweck kommen dem Anwender die unterschiedlichen Eigenschaften zugute: „Mit einem Handschuh aus nur 1 mm dickem Aersulate kann man zum Beispiel problemlos in kochendes Wasser greifen, ohne sich zu verbrühen“, erklärt Schuster. „Hier spielen uns die extrem hydrophoben Eigenschaften wortwörtlich in die Hände.“ Bei dem Kniebesatz von Arbeits- sowie Funktionshosen oder bei Schuhen bzw. -sohlen werden dagegen auch die Materialeigenschaften bei Kompression relevant. Denn die Isolierungsleistung anderer Stoffe würde einerseits durch die Feuchtigkeit – von außen sowie als Schweiß von innen – und andererseits durch die permanente Einwirkung des Körpergewichts nach und nach abnehmen.
          
Abgesehen vom eigenen Körper lassen sich mit Aersulate auch Gepäck oder technische Geräte vor extremen Temperaturen sowie Witterungseinflüssen schützen. Zu diesem Zweck können bspw. entsprechende Handy- oder Equipmenttaschen in Kleidungsstücke eingenäht werden, um die Akkulaufzeit auch bei sehr kalten Außentemperaturen zu erhalten oder die Geräte bei starker Wärmeeinwirkung vor Überhitzen zu bewahren. „Mit der breiten Palette an möglichen textilen Trägermaterialien eignet sich Aersulate für alle Anwendungen, die einerseits eine hohe Isolierungsleistung erfordern, bei denen andererseits aber nur wenig Platz vorhanden und mit Kompression sowie Feuchtigkeit zu rechnen ist“, fasst Schuster die Vorteile zusammen.

Interview mit Henning Wehland & Robert Kapferer, Circularity Germany

Ich bin von Natur aus ein sehr neugieriger Typ. Deshalb hatte ich mich in diesem Jahr bei einer bekannten Münsteraner Hotdog-Station als Aushilfe angeboten, um auf die Personalnot in der Gastronomie aufmerksam zu machen. Darüber schrieb ich einen Artikel auf LinkedIn, auf den wiederum Ines Chucholowius reagierte.
Aus ihrem Profil konnte ich entnehmen, dass sie als Unternehmensberaterin im Bereich der Textilindustrie tätig ist. Nicht ganz ernst gemeint, bot sie mir eine Stelle in ihrem Büro an. Auf Knopfdruck sprang mein Kopfkino an: Textilindustrie, spannend! Merchandising, Kontakte in die Industrie, Kooperationen und ich ließ mich auf einen kurzen Chat ein, an dessen Ende wir telefonierten und uns auf ein Gespräch verabredeten.

Sie erzählte mir von ihrer Internetseite TEXTINATION.de. Und schon waren wir drin in einem spannenden, hitzigen Austausch über Wahrnehmung und Wahrheit der Textilbranche. Ohne Weiteres zu verabreden, ließen wir es dabei und ich ging mit einem Batzen neuer Informationen über einen spannenden Bereich nach Hause. Unser Dialog über Social Media ging weiter und schließlich bot Ines mir an, mit Unterstützung von TEXTINATION.de meine „Die-Sendung-mit-der-Maus-Neugierde“ zu stillen. Ich könne einen Blog auf der Seite schreiben, über Menschen, Produkte, Dienstleister, Produzenten, Startups oder Trends, die mich interessieren, um so mein Halbwissen über die Textilindustrie zu ergänzen. Das erste Ergebnis dieser Zusammenarbeit liegt hier vor.

Vorne textiler Abfall rein … hinten neues T-Shirt raus
Während unseres Austauschs und einem langen Brainstorming kitzelten immer wieder bestimmte Begriffe meine Aufmerksamkeit:
Kreislaufwirtschaft, Circular Economy, Recycling, Wertstoffkreisläufe. Auch wenn es viele verschiedene Definitionen gibt und einige sogar zwischen Kreislaufwirtschaft und Circular Economy unterscheiden: ersteres von der Abfallseite gedacht, Abfall, der als Sekundärrohstoff wieder in die Produktion einfließt, Circular Economy, die die Abfälle bereits in der Produktion vermeidet, besteht allgemeiner Konsens eigentlich nur darüber, dass es sich bei der Kreislaufwirtschaft um einen Kreislauf handelt, in dem Abfälle als Quelle für etwas Neues verwendet werden.

Klingt für mich beides nach sinnvollen Ergänzungen für alle Bereiche der produzierenden Güterwirtschaft. Ines stellte mir Robert Kapferer vor: Er betreibt ein Startup namens Circularity Germany in Hamburg. Seine 2021 gegründete Firma, die aus Robert und einem weiteren Partner besteht, ist ein Ableger der in Holland ansässigen Firma Circularity B.V. Deren Gründer Han Hamers, studierter Kinderpsychologe, aus der Textilfärbeindustrie kommend, hatte vor fünf Jahren die Idee für eine Produktionsstätte, die ausnahmslos aus textilen Produktionsabfällen und Alttextilien neues Garn spinnt und es zu T-, Polo- und Sweatshirts verarbeitet.

Ob das funktioniert und wenn ja, wie, das wollte ich herausfinden, und Ines und ich haben uns mit Robert zu einem 90-minütigen Onlinegespräch getroffen.

Robert, von Haus aus Wirtschaftsingenieur, kommt aus dem wenig nachhaltigen Handel mit Arbeitskleidung. Er hat 11 Jahre als Geschäftsführer für die AVECO Material und Service GmbH gearbeitet, wo er für die Arbeitskleidung von mehr als 50.000 Mitarbeitern zuständig war.
Eingangs unseres Gesprächs betont er, dass ein Moment im Januar 2021 sein Leben verändert habe und er sich von da an mit Haut und Haaren dem Thema Kreislaufwirtschaft widmen wollte. Damals lernte er Han Hamers kennen, der ihn dazu inspirierte, Circularity Germany zu gründen. Seine Begeisterung und Leidenschaft für das Thema klingen glaubwürdig, und er beginnt, die Unterschiede zwischen chemischer und mechanischer Recyclingmethode zu beschreiben. Zusammengefasst werden beim mechanischen Verfahren des Schredderns und des anschließenden Spinnens die Fasern verkürzt und insbesondere im Wiederholungsfall deren Eigenschaften für die Weiterverarbeitung eingeschränkt. Der Vorteil liegt vor allem in dem vergleichsweise unkomplizierten, schnellen und kostengünstigeren Verfahren. Bei der chemischen Variante bleibt zwar chemischer Abfall zurück, aber die verarbeiteten Materialien werden wieder so in ihre Grundbausteine zerlegt, dass sie fast alle Eigenschaften wie ein sogenannter jungfräulicher (virgin) Rohstoff haben. Circularity steht für das mechanische Verfahren.

Und dann fällt der Satz, der unsere ganze Aufmerksamkeit bekommt: „Wir haben eine Spinntechnologie so stark weiterentwickelt, dass sie ausschließlich auf abfallbasierten Rohstoffen aufsetzt.“
Dieser Satz fällt fast nicht auf, weil Robert noch – durchaus spannend – darüber berichtet, dass sie eine Produktions- und Fertigungsstätte aufbauen, wo vom Strickgarn bis zum relativ feinen Faden alles gesponnen werden kann, um diesen dann zu Stoff weiterzuverarbeiten. Und hier fragen Ines und ich intensiv nach: Wesentliche Voraussetzungen, die eine industrielle Fertigung benötig, scheinen noch ungelöst, notwendige Prozesse noch in der Planung zu sein. Beispielweise die Frage, ob mit Pre- oder Post-Consumer-Abfällen gearbeitet wird. Pre-Consumer-Abfälle sind Schnittabfälle aus der Produktion von Kleidungsstücken, das entspricht etwa 10% des insgesamt verarbeiteten Materials. Post-Consumer-Abfälle kennen wir als Altkleider.

Solange noch in Indien produziert wird, nutzt Circularity hauptsächlich Pre-Consumer Abfälle. Diese kommen ausschließlich aus den umliegenden Nähfabriken aus der Region Tirupur im Süden von Indien. Beim Einsatz von Alttextilien, die es in Deutschland in großen Mengen gibt (laut einer Studie werden 28-40% aller hergestellten Kleidungsstücke ungetragen weggeworfen), produziert Circularity Mischgarne aus Baumwolle und Polyester. Reine Baumwollgarne bietet das Unternehmen nicht an.

Textilien werden in unterschiedlichem Ausmaß mit Chemikalien behandelt – insbesondere Arbeitsbekleidung kommt ohne sie nicht aus. Die Tatsache, dass auch Han Hamers gerade die textilen Altbestände der niederländischen Armee auffängt, um sie renewed wieder in den Konsumkreislauf einzubringen, beruhigt deshalb nicht. Denn Militärbekleidung muss mit allerlei Zusätzen ausgerüstet werden.

Deshalb frage ich nun nach, wie er bei einem Konsumenten wie mir, mit gesundem Halbwissen über Maskendeals und Greenwashing, die Zweifel ausräumen kann, dass einer gut gemeinten Vision ein dunkles Erwachen folgt. Diese Sorge kann nach dem Gespräch noch nicht ausgeräumt werden.

Wir beschränken uns auf das, was geplant ist: Robert hat den Traum, den globalisierten Prozess der Textilherstellung umzukehren. Er will die Entkopplung von Baumwollanbau und weit entfernter Produktion wie z.B. in Asien mit anschließender Verschiffung fertig konfektionierter Ware nach Europa. Vorhandene Altkleider und/oder Schnittabfälle sollen künftig vor Ort gesammelt, recycelt und lokal zu neuen Textilien verarbeitet werden.

Ich nehme ihm diesen Traum ab. Allerdings bleiben einige meiner Fragen zur Nachhaltigkeit offen – deshalb habe ich meine Zweifel, ob die Idee aktuell leistungs- und konkurrenzfähig ist.
Woran liegt das? Zum einen ist es meiner Meinung nach immer schwierig, notwendige Pionierarbeit zu leisten. Vor allem, wenn mir am Stammtisch die schlauen Kommentare um die Ohren fliegen, dass große Firmen ja schon intensiv an dem Prinzip Kreislaufwirtschaft arbeiten. Doch manchmal bleibt außer dem Begriff Kreislaufwirtschaft und einem unbestimmten Commitment dazu nicht viel übrig.

Circularity schreibt sich auf die Fahne, eine Technologie zu entwickeln, die ausschließlich auf Abfällen aufbaut. Das Gespräch macht deutlich, dass darin auch enthalten ist, dass die Produktion umweltverträglicher ist und Transportwege wegfallen, was die Umwelt weiter entlastet. Wenn alle Vorrausetzungen für die Umsetzung dieses Traums geschaffen sind und ein qualitativ, wie preislich konkurrenzfähiges Produkt auf den Markt gebracht werden kann, dann muss der Konsument entscheiden. Hier hätte man dann das glaubwürdige Argument der Nachhaltigkeit und eines sozial-, wie umwelttechnisch fairen Verfahrens. Um die PR müsste Circularity sich dann keine Sorgen machen.

Man muss der Sache Zeit und vor allem Aufmerksamkeit geben. Aber vielleicht sollte die Industrie sich genau hier und jetzt engagieren und in solche Startups investieren und dafür sorgen, dass Probleme aus dem Weg geräumt werden, denn eines ist uns in diesem Gespräch klargeworden:
Es könnte alles so einfach sein. Kreislaufwirtschaft ist machbar, aber der Weg dorthin noch kostspielig und steinig. Deshalb wünschen wir Robert und seinem Team viel Erfolg und vor allem Durchhaltevermögen. Danke für das Gespräch.

Kurz und knapp: das Profil des Unternehmens im beigefügten Factsheet zum Download.

Die Natur arbeitet oft mit Faserverbundwerkstoffen. Das Bauprinzip der Natur benötigt wenig Material und Energie und sichert damit das Überleben von Tier- und Pflanzenarten. Beispiele sind Holz, Pflanzenhalme, Chitinpanzer, Knochen oder Gewebe wie Sehnen und Haut. Ein weiteres Bauprinzip der Natur sind Verbundgewebe wie Muschelschalen oder Spinnenseide. Diese Bionik-Prinzipien können genutzt werden, um biobasierte, nachhaltige Faserverbundwerkstoffe zu gestalten und herzustellen, die derzeit stark nachgefragt werden. Biobasierte Faserverbundwerkstoffe bestehen aus Naturfasern bzw. aus Holz hergestellten Cellulosefasern, welche in eine biobasierte Matrix eingebettet sind. Die biobasierten Produkte besitzen vergleichbare Eigenschaften wie die gängigen Glasfaserverbundwerkstoffe. Die DITF entwickeln zusammen mit dem Industriepaten Arburg GmbH + Co KG ein energie- und materialsparendes 3D-Druckverfahrens für diese leichten biobasierten Faserverbundwerkstoffe.

Bei den Faserbundwerkstoffen (FVW), die in der Natur vorkommen, sind verstärkende Fasern wie zum Beispiel Collagen- oder Cellulose Fibrillen in eine formgebende Matrix aus Lignin, Hemicellulose oder Collagen eingebettet. Die Faserstränge verlaufen dabei belastungsgerecht. Die Verbundgewebe werden hauptsächlich über lösungsbasierte physikochemische Prozesse hergestellt, die bei Umgebungstemperatur ablaufen. Ähnlich der Natur ermöglichen neue 3D-Druckverfahren mit Endlosfaserverstärkung ebenfalls eine belastungsgerechte Ablage des Fasserstrangs an den richtigen Ort (Topologie-Optimierung) und in die geeignete Richtung. Allerdings sind Naturfasern wie Cellulosefasern empfindlich gegenüber höheren Temperaturen. Sie können deshalb nicht
im klassischen Thermoplast 3D-Druckprozess verarbeitet werden.

Ergebnis des Forschungsarbeit sind 3D-gedruckte Faserverbundbauteile, die aus Cellulose-Endlosfasern bestehen, die in eine cellulosebasierten Matrix eingebettet sind. Für die Herstellung wurde ein Prozess entwickelt, der einen 3D-Druck bei Umgebungstemperatur möglich macht. Damit können, wie in der Natur, Material und Bauteil gleichzeitig in einem Arbeitsgang bei Umgebungstemperatur hergestellt werden. Der Cellulosefaserstrang wird zunächst mit einem „Binder“ für die Verarbeitung im Drucker stabilisiert. Der speziell gestaltete Druckkopf wandelt den Binder in eine Matrix um, mit der die Cellulose-Endlosfasern umhüllt werden. Da die Cellulose-Fasern und -die Matrix eine ähnliche chemische Struktur haben, ist das Bauteil sehr stabil. Die mechanischen Eigenschaften wie zum Beispiel die Bruchfestigkeit sind ausgesprochen
gut.

Die vom Forschungsteam entwickelte lösungsbasierte und energieeffiziente Herstellungsmethode kann auch bei anderen Fertigungsverfahren für Verbundwerkstoffe zum Einsatz kommen. Sie ist vor allem für die Verarbeitung der stark nachgefragten temperaturempfindlichen Materialien wie Natur- oder Cellulosefasern geeignet. Das Forschungsprojekt „CellLoes-3D-Druck“ wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Ideenwettbewerbs „Biologisierung der Technik“ gefördert.

• Bcomp gewinnt BMW Group Supplier Innovation Award in der Kategorie "Newcomer des Jahres"

Am 17. November 2022 wurden in der BMW Welt in München die sechsten BMW Group Supplier Innovation Awards in sechs Kategorien vergeben: "Powertrain & E-Mobility", "Sustainability", "Digitalisation", "Customer Experience", "Newcomer of the Year" und "Exceptional Team Performance".

Bcomp gewann den BMW Group Supplier Innovation Award in der Kategorie Newcomer of the Year. Nach der erfolgreichen Zusammenarbeit mit BMW M Motorsport für den neuen BMW M4 GT4, bei dem die Naturfaserlösungen powerRibs™ und ampliTex™ von Bcomp in großem Umfang zum Einsatz kommen, und der kürzlich erfolgten Beteiligung von BMW iVentures an Bcomp als Lead-Investor in der Series-B-Runde ist diese Auszeichnung ein weiterer wichtiger Schritt und eine Anerkennung auf dem Weg zur Dekarbonisierung der Mobilität.

„Innovationen sind der Schlüssel zum Erfolg unserer Transformation hin zu Elektromobilität, Digitalisierung und Nachhaltigkeit. Mit unserer Preisverleihung würdigen wir Innovation und partnerschaftliche Zusammenarbeit mit unseren Lieferanten - gerade in herausfordernden Zeiten“, sagte Joachim Post, Mitglied des Vorstands der BMW AG, verantwortlich für Einkauf und Lieferantennetzwerk, bei der Preisverleihung in der BMW Welt in München.

BMW begann 2019 erstmals mit den Materialien von Bcomp zu arbeiten, als sie Hochleistungs-Naturfaserverbundwerkstoffe im BMW iFE.20 Formel-E-Auto einsetzten. Aus dem mit Flachsfasern verstärkten Kühlschacht entwickelte sich die Zusammenarbeit, und bald darauf wurden die proprietären ampliTex™- und powerRibs™-Naturfaserlösungen erfolgreich als Ersatz für ausgewählte Kohlefaserkomponenten in DTM-Tourenwagen von BMW M Motorsport eingesetzt. Solche Entwicklungen, die auch in andere Fahrzeugprogramme einfließen, unterstreichen die wichtige Rolle, die BMW M Motorsport als Technologielabor für die gesamte BMW Group spielt. Die jüngste Zusammenarbeit mit Bcomp zur Erhöhung des Anteils nachwachsender Rohstoffe beim Nachfolger des BMW M4 GT4 setzt dies fort.

Mit der Markteinführung des neuen BMW M4 GT4 wird er das Serien-GT-Fahrzeug mit dem höchsten Anteil an Naturfaser-Komponenten sein. Die Flachsfaserlösungen ampliTex™ und powerRibs™ von Bcomp finden sich im gesamten Innenraum auf dem Armaturenbrett und der Mittelkonsole sowie auf Karosserieteilen wie Motorhaube, Frontsplitter, Türen, Kofferraum und Heckflügel. Abgesehen vom Dach gibt es fast keine Bauteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK), die nicht durch die nachwachsenden Hochleistungsflachsmaterialien ersetzt wurden. "Produktnachhaltigkeit gewinnt auch im Motorsport zunehmend an Bedeutung", sagt Franciscus van Meel, Vorsitzender der Geschäftsführung der BMW M GmbH.

Bcomp ist ein führender Anbieter von Lösungen für Naturfaser-Verstärkungen in Hochleistungsanwendungen vom Rennsport bis zur Raumfahrt.

Das Unternehmen begann 2011 als Garagenprojekt mit dem Ziel, leichte und dennoch leistungsstarke Skier zu entwickeln. Die bCores™ wurden eingeführt und erfolgreich von einigen der größten Namen im Freeride-Skisport übernommen. Die Gründer, promovierte Materialwissenschaftler der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), verwendeten Flachsfasern zur Verstärkung des Balsakerns und zur Verbesserung der Schersteifigkeit. Beeindruckt von den hervorragenden mechanischen Eigenschaften der Flachsfasern begann die Entwicklung nachhaltiger Leichtbaulösungen für den breiteren Mobilitätsmarkt.

Flachs ist eine einheimische Pflanze, die in Europa natürlich wächst und seit Jahrhunderten Teil der Agrargeschichte ist. Sie benötigt sehr wenig Wasser und Nährstoffe, um erfolgreich zu wachsen. Zudem fungiert sie als Fruchtfolgepflanze und verbessert so die Ernteerträge auf bestehenden Anbauflächen. Weder beim Anbau noch bei der Verarbeitung der Flachspflanzen werden Chemikalien eingesetzt, die das Grundwasser verunreinigen könnten, die Ernte ist ein rein mechanischer Prozess. Nach der Ernte kann die gesamte Flachspflanze als Futtermittel oder zur Ölherstellung verwendet werden, und ihre Fasern werden vor allem für Heimtextilien und Kleidung genutzt. Die langen Fasern der Flachspflanze besitzen sehr gute mechanische Eigenschaften und ein hervorragendes Dämpfungsverhalten im Verhältnis zu ihrer Dichte, wodurch sie sich besonders gut als natürliche Faserverstärkung für alle Arten von Polymeren eignen.

Die Ernte und Verarbeitung des Flachses erfolgen lokal in den ländlichen Gebieten, in denen er angebaut wurde. Die Verwendung von europäischem Flachs, den Bcomp über seine gut etablierte und transparente Lieferkette bezieht, ermöglicht es, die wirtschaftliche und soziale Struktur in den ländlichen Gebieten zu unterstützen, da für die Aufrechterhaltung der Flachsproduktion zahlreiche qualifizierte Arbeitskräfte erforderlich sind. Bei der Herstellung der technischen Produkte wie dem powerRibs™-Bewehrungsnetz investiert Bcomp in lokale Produktionskapazitäten in der Nähe seines Hauptsitzes in Freiburg, Schweiz, schafft so neue Arbeitsplätze und erhält das technische Know-how in der Region. Die Produktion ist so effizient wie möglich und mit minimalen Umweltauswirkungen und Abfällen aufgebaut.

Zur weiteren Stärkung der lokalen Wirtschaft ist Bcomp bestrebt, regionale Unternehmen für Aufträge zu engagieren. Da sich der Hauptsitz im Freiburger Stadtviertel "Blaue Fabrik" befindet, kann Bcomp sowohl von der Entwicklung eines nachhaltigen und vielfältigen Viertels profitieren als auch dazu beitragen.

• Jury vergibt zwei Awards für herausragende Stoff-Innovationen

Die nächsten PERFORMANCE DAYS finden vom 3. bis 4. November 2022 im MOC Ordercenter in München statt. Besucher können die Veranstaltung auch digital verfolgen. Dank der neuen Plattform The Loop stehen Interessenten ganzjährig online alle wichtigen Informationen, aktuelle Trends, die neuen Materialinnovationen und erweiterte Tools zur Verfügung. Im Fokus des kuratierten PERFORMANCE FORUMs stehen auch im Winter die Gewinner der beiden Awards. In diesem Jahr vergab die Jury neben einem PERFORMANCE AWARD auch einen ECO PERFORMANCE AWARD.
 
Nachhaltig & innovativ: die Award-Gewinner der Saison Winter 2024/25
Im Rahmen der Winterausgabe der PERFORMANCE DAYS werden in den einzelnen Kategorien die Stoff-Highlights plus Accessoire-Trends für die Wintersaison 2024/25 im PERFORMANCE FORUM gezeigt.
Besonders auffällig war in diesem Jahr einerseits der hohe Innovations- und Qualitätsgrad vieler eingereichter Stoffe, anderseits, nicht zuletzt aufgrund des diesjährigen Focus Topics, die nachhaltige Komponente. „Wir wollen es unseren Besuchern ermöglichen, die beste Entscheidung in punkto Materialauswahl zu treffen, auch in Bezug auf CO₂-Neutralität und am Ende auch in puncto textiler Kreislauffähigkeit,“ so Marco Weichert, CEO PERFORMANCE DAYS.  
 
Der Weg zur CO₂-Neutralität bleibt dennoch ein weiter. Generell setzen Hersteller, wenn möglich, vermehrt auf den Einsatz von Naturfasern, wie Tencel™ oder andere Pflanzenfasern – die meisten von ihnen weisen auch bei der Herstellung eine niedrige CO₂-Bilanz auf. Das Thema Recycling zeigt viele neue Facetten und weist spannende Strömungen auf. Das Portfolio reicht vom Recycling von marinem Abfall, wie u.a. alte Bojen, Plastikmüll oder Fischernetzen, bis hin zum Wiederverwerten von Abfällen aus der Automobil- und Computerbranche, wie u.a. alte Autoreifen oder Computerchips. Natürliche Färbemethoden gewinnen zudem immer mehr an Bedeutung, ebenso wie das Zurückführen von Stoffen in den textilen Kreislauf.

Im Marketplace haben Besucher die Möglichkeit, über 19.000 Produkte der Aussteller zu sichten, darunter auch die Stoff-Highlights der einzelnen Kategorien des PERFORMANCE FORUMs. Um dem Besucher die Stoffe in Haptik, Design und Struktur so realitätsgetreu wie möglich digital präsentieren zu können, wurde das PERFORMANCE FORUM mit neuartiger 3D-Technik ausgestattet, darunter innovative Tools wie 3D Bilder, Videoanimationen und U3MA Dateien zum Download.

Auch für die Wintersaison 2024/25 hat die Jury zwei Awards für herausragende Stoffe vergeben – so präsentiert sich neben dem PERFORMANCE AWARD WINNER, der an Long Advance Int. Co Ltd. geht, auch ein ECO PERFORMANCE AWARD WINNER, der an Pontetorto Spa vergeben wurde.

ECO AWARD WINNER geht an „9203M“ von Pontetorto Spa: High-Performance trotz maximaler Nachhaltigkeit
Der Stoff ist eine Mischung aus 23 % Hanf, 69 % recyceltem Polyester und 9 % recyceltem Elasthan. Zudem weist das Material bei der Herstellung einen geringen CO2 -Fußabdruck auf und setzt auf eine geringe Ausschüttung an Mikroplastik in die Umwelt. „9203M“ gehört zur Tecnostretch-Bio-Reihe von Pontetorto, der einen hervorragenden 4-Wege-Stretch mit bester Elastizität vorweist. Zudem garantiert er schnelles Trocknen und optimale Atmungsaktivität. Das Polyestergarn wird durch mechanisches Recycling von Plastikflaschen hergestellt. Hanf, die wasserabweisendste unter den Naturfasern, ermöglicht ein schnelles Trocknen und bietet optimalen Komfort. Hanf gilt als extrem nachhaltige Naturfaser, da sie von einer antibakteriellen Pflanze stammt, die während ihres Wachstums keine Pestizide oder chemischen Düngemittel benötigt und zudem extrem wenig Wasser zum Wachstum verbraucht.

PERFORMANCE AWARD für “LPD22015-Y4E” von Long Advanced Int. Co. Ltd.: Perfektes Recycling für optimale Performance
Der Mono-Componenten 2 Lagen Stoff ist eine Mischung aus 45 % Polyester mechanical stretch und 55 % recyceltem Polyester aus recycleten Textilien, laminiert mit einer PET Membran und einem Gewicht von 147 Gramm. Das Besondere am „LPD 22015-Y4E“ ist das Wiederverwerten von Stoffresten und Schnittabfällen. Müll wird damit wieder in den textilen Kreislauf zurückgeführt, um neues Garn zu spinnen. Hersteller müssen in Zukunft darauf achten, dass Stoff recycelt werden kann. Das Produzieren von Müll wird damit um 30% reduziert im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren. Zudem lobte die Jury den Griff und die außergewöhnliche Optik des Materials.  

Das gesamte PERFORMANCE FORUM inklusive der beiden Awards kann am 26. und 27. Oktober live in Portland, Oregon auf der Messe gesichtet werden und am 3. und 4. November in München auf der PERFORMANCE DAYS Messe. Ab sofort sind alle innovativen Materialien auch online im Marketplace des PERFORMANCE DAYS Loop zu finden mit der Möglichkeit, direkt beim Aussteller kostenfreie Samples zu bestellen.

Patienten mit schweren Atemwegs- oder Lungenerkrankungen benötigen intensive Behandlung und ständige Kontrolle der Lungenfunktionen. Fraunhofer-Forschende haben im Projekt »Pneumo.Vest« eine Technologie entwickelt, bei der Akustiksensoren in einer Textilweste die Lungengeräusche erfassen. Eine Software setzt die Signale in eine visuelle Darstellung um. Auf diese Weise können Patientinnen und Patienten auch außerhalb von Intensivstationen fortlaufend überwacht werden. Die Technologie erweitert die Diagnosemöglichkeiten und verbessert die Lebensqualität der Betroffenen.

Das Stethoskop gehört seit mehr als 200 Jahren zum täglichen Arbeitswerkzeug von Medizinern und gilt als Symbol für die ärztliche Kunst schlechthin. In TV-Krankenhaus-Serien eilen Ärzte mit Stethoskop um den Hals über die Flure. Tatsächlich können erfahrene Ärztinnen oder Ärzte damit erstaunlich genau Herztöne und Lungengeräusche abhören und dementsprechend Krankheiten diagnostizieren.

Doch nun bekommt das Stethoskop Verstärkung. Forschende am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS am Standort Berlin haben im Projekt Pneumo.Vest eine Textilweste mit integrierten Akustiksensoren entwickelt, die eine leistungsfähige Ergänzung zum klassischen Stethoskop darstellt. In der Vorder- und Rückseite der Weste sind Akustiksensoren auf Piezokeramik-Basis eingearbeitet. Diese registrieren rund um den Thorax jedes noch so leise Geräusch, das die Lunge produziert. Eine Software nimmt die Signale auf und gibt diese elektrisch verstärkt aus. Zusätzlich erscheint eine visuelle Darstellung der Lunge auf einem Display. Da die Software die Position jedes einzelnen Sensors kennt, platziert sie dessen Daten gleich an der entsprechenden Stelle. So entsteht ein detailreiches akustisches wie optisches Szenario der Belüftungssituation aller Lungenbereiche. Das Besondere daran: Da das System die Daten permanent erfasst und speichert, kann die Untersuchung zu jedem beliebigen Zeitpunkt ohne Beisein des Krankenhauspersonals erfolgen. Außerdem zeigt Pneumo.Vest den Status der Lunge im zeitlichen Verlauf an, also beispielsweise über die vergangenen 24 Stunden. Auch die klassische Auskultation direkt am Patienten ist selbstverständlich möglich. Doch anstelle der manuellen und punktuellen Auskultation mit dem Stethoskop kommen viele Sensoren gleichzeitig zum Einsatz.

»Pneumo.Vest will das Stethoskop nicht überflüssig machen und ist auch kein Ersatz für die Fähigkeiten erfahrener Pneumologen. Doch eine Auskultation oder auch ein Lungen-CT stellen immer nur eine Momentaufnahme zum Zeitpunkt der Untersuchung dar. Der Mehrwert unserer Technik besteht darin, dass sie ähnlich wie ein Langzeit-EKG die kontinuierliche Überwachung der Lunge erlaubt, und zwar auch dann, wenn der Patient oder die Patientin nicht an Geräten auf der Intensivstation angeschlossen, sondern auf der Normalstation untergebracht ist«, erläutert Ralf Schallert, Projektleiter am Fraunhofer IKTS.

Machine-Learning-Algorithmen unterstützen die Diagnose
Herzstück der Weste ist neben den Akustiksensoren die Software. Sie ist für die Speicherung, Darstellung und Analyse der Daten zuständig. Mit ihr kann der Arzt oder die Ärztin das akustische Geschehen in einzelnen Lungenbereichen gezielt auf dem Display betrachten. Der Einsatz von Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung ermöglicht eine gezielte Bewertung akustischer Signale. So ist es beispielsweise möglich, den Herzschlag herauszufiltern oder charakteristische Frequenzbereiche zu verstärken. Lungengeräusche wie Rascheln oder Röcheln sind dann viel deutlicher hörbar.

Die Forschenden am Fraunhofer IKTS entwickeln darüber hinaus Machine-Learning-Algorithmen. Diese sind zukünftig in der Lage, die komplexe Geräuschkulisse im Thorax zu strukturieren und zu klassifizieren. Die endgültige Bewertung und Diagnose nimmt dann die Pneumologin oder der Pneumologe vor.

Entlastung von Intensivstationen
Auch die Patientinnen und Patienten profitieren von der digitalen Sensor-Alternative. Mit angelegter Weste können sie ohne ständige Beobachtung durch das medizinische Personal genesen. Sie können auf die Normalstation verlegt und vielleicht sogar nach Hause geschickt werden und sich weitgehend frei bewegen. Die Lunge wird trotzdem fortlaufend kontrolliert und eine plötzlich eintretende Verschlechterung sofort an das medizinische Personal gemeldet.

Erste Tests mit Personal an der Klinik für Intensivmedizin der Universität Magdeburg zeigen, dass das Konzept in der Praxis aufgeht. »Das Feedback von Ärztinnen und Ärzten war überaus positiv. Die Kombination aus Akustiksensoren, Visualisierung und Machine-Learning-Algorithmen wird in der Lage sein, eine Reihe von unterschiedlichen Lungengeräuschen zuverlässig zu charakterisieren«, erläutert Schallert. Auf die Technik freut sich auch Dr. Alexander Uhrig von der Universitätsmedizin Berlin. Der Spezialist für Infektiologie und Pneumologie an der renommierten Charité war einer der Initiatoren der Idee: »Pneumo.Vest adressiert genau das, was wir brauchen. Wir bekommen damit ein Instrument, das die Diagnosemöglichkeiten erweitert, unser Klinikpersonal entlastet und den Klinikaufenthalt für die Patientinnen und Patienten angenehmer gestaltet.«  

Die Technologie ist in erster Linie für Beatmungspatienten konzipiert, doch sie eignet sich genauso gut für Menschen in Pflegeeinrichtungen oder auch für den Einsatz im Schlaflabor. Eine weitere Anwendung ist das Training junger Ärztinnen und Ärzte für die Auskultation.

Bedarf für Clinical Grade Wearables steigt
Die Forschenden am Fraunhofer IKTS haben mit Pneumo.Vest ein Produkt konzipiert, das wie gemacht ist für die zunehmend angespannte Situation in Krankenhäusern. So müssen in Deutschland jährlich 385 000 Patienten mit Atemwegs- oder Lungenerkrankungen in stationäre Behandlung. Über 60 Prozent sind länger als 24 Stunden ans Beatmungsgerät angeschlossen. Der aktuelle Anstieg bei Beatmungspatienten während der Corona-Pandemie ist dabei nicht mitgerechnet. Durch die steigende Lebenserwartung rechnet die Medizinbranche auch mit einer Zunahme an älteren Patientinnen und Patienten mit Atemproblemen. Mithilfe der Technik aus dem Fraunhofer IKTS könnten die Krankenhäuser und insbesondere die teuren Intensivstationen entlastet werden, da die Betten nicht mehr so lange belegt werden.

Hinzu kommt, dass der Markt für sogenannte Clinical Grade Wearables (CGW) rapide wächst. Darunter versteht man kompakte medizinische Geräte, die man direkt am Körper trägt und die Vitalfunktionen wie etwa Herzschlag, Sauerstoffsättigung des Blutes, Atemfrequenz oder Hauttemperatur messen. Als flexibel einsetzbares medizinisches Gerät passt Pneumo.Vest bestens zu dieser Entwicklung. Ihr geliebtes Stethoskop werden die Ärztinnen und Ärzte aber auch in Zukunft noch benutzen.

Fraunhofer-Clusterprojekt »M³ Infekt«
Pneumo.Vest ist ein Teil des Clusterprojekts M³ Infekt. Ziel ist es, Monitoringsysteme zur dezentralen Überwachung von Patientinnen und Patienten zu entwickeln. Durch die laufende Überwachung der Vitalfunktionen wird eine Verschlechterung des Zustands schnell erkannt und Maßnahmen zur Behandlung werden veranlasst. M3 Infekt lässt sich auch für viele Krankheitsbilder und Szenarien einsetzen. Die Systeme sind modular und multimodal aufgebaut, sodass Biosignale wie Herzrate, EKG, Sauerstoffsättigung oder Atemfrequenz und -volumen gemessen werden können.

An dem Clusterprojekt unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS in Dresden arbeiten zehn Fraunhofer-Institute. Als medizinische Partner sind das Klinikum Magdeburg, die Charité – Universitätsmedizin Berlin sowie die Universitätskliniken Erlangen und Dresden eingebunden.

Die Modebranche wird massiv vom gesellschaftlichen Wertewandel beeinflusst. Welche Trends zu beobachten sind und in welche Richtung sich die Fashion-Zukunft entwickelt – ein Auszug aus dem Retail Report 2023¹ von Theresa Schleicher.

Die Modeindustrie wurde durch die globale Gesundheitspandemie ausgebremst und durch die Maßnahmen infolge des Ukraine-Kriegs weiter in Mitleidenschaft gezogen: Fragile Lieferketten, erhöhte Transport- und Energiekosten sowie steigende Preise setzen der globalisierten Modebranche zu. Diejenigen, die am schnellsten unterwegs waren, erwischt es am härtesten. Fast Fashion nach dem Prinzip „immer schneller, immer günstiger, immer mehr“ – seit Jahren auf der Überholspur – erlebt nun einen Crash ohnegleichen. Dabei wäre das System Fashion auch ohne diese folgenreichen Ereignisse an seine Grenzen gestoßen. Was sich noch hätte evolutionär entwickeln können, wird jetzt revolutioniert. Jetzt und in Zukunft wird es besonders für Marken und Handelsunternehmen schwierig, die kein scharfes Profil haben oder die bei dem Versuch, Massenware zu immer noch günstigeren Preisen anzubieten als die Konkurrenz, viele Kunden verloren haben.

Neues Wert-Paradigma in der Gesellschaft – auch bei Mode
Während sich Modehändler und Fashion Brands auf die Expansion ins Netz fokussieren und spätestens seit der Coronapandemie den Fuß aufs Gaspedal setzen, findet parallel in der Gesellschaft ein Wertewandel statt. Denn viele Verhaltensweisen, die über Monate eingeübt, erprobt und gelebt wurden bzw. werden mussten, werden auch künftig unser Konsumverhalten und unsere Lebensstile prägen. Die Verunsicherung in der Gesellschaft sowie eine schrumpfende Wirtschaft und steigende Verbraucherpreise in Folge des Ukrainekriegs werden weiter zu dieser Verschiebung der Werte beitragen.

Das alte Paradigma war „vor allem von pragmatischen Faktoren wie Preis, Quantität, Sicherheit und Convenience geprägt, das Konsumverhalten orientierte sich also überwiegend an relativ simplen Kosten-Nutzen-Rechnungen.“ Das neue Wert-Paradigma werde hingegen stärker von „weichen Faktoren“ beeinflusst. So wird die Qualität eines Produkts ganzheitlicher definiert. Es gehe neben dem Preis eben auch „um ökologische, […] ethische und soziale Aspekte. Um positive oder negative Erfahrungen, die man mit Produzentinnen gemacht hat, und um die Visionen, die diese mit ihren Unternehmen verfolgen“. Dieses neue Wert-Paradigma zwingt vor allem die großen Filialisten zu einem Umdenken. Sie müssen ihre Geschäftsmodelle in Richtung Nachhaltigkeit, Transparenz und Verantwortung weiterentwickeln – und Haltung zeigen. Der Einfluss des Megatrends Neo-Ökologie in Kombination mit dem Push in Richtung Sinnökonomie mischt die Karten in der Modebranche neu.

Wichtigster Treiber für das veränderte Konsumverhalten ist der Klimaschutz, der immer mehr Menschen auch persönlich wichtiger wird, weil sie die Auswirkungen des Klimawandels selbst im Alltag spüren. Der Übergang zu einer nachhaltigen, biobasierten und zirkulären Wirtschaft geht dabei mit grundlegenden Veränderungen im technischen, wirtschaftlichen und sozialen Umfeld einher.

Circular Fashion als Chance für Fast Fashion
Die Entwicklung der Modebranche – vor allem der Fast-Fashion- Industrie – hin zu einer kreislauforientierteren Wirtschaft ist kein kurzfristiger, sondern einer der langfristigsten und zugleich zukunftsweisendsten Trends im Handel überhaupt.
 
Bereits vor der Pandemie legte ein größer werdender Teil der Konsumierenden Wert auf nachhaltig produzierte Kleidung, statt immer die neuesten Trends zu shoppen. Ein Reset ist nötig, doch die Modeindustrie steht vor einer schwierigen Frage: Wie kann sie auf die Nachfrage nach neuen Trends reagieren, ohne ihre Verantwortung für die Umwelt zu vernachlässigen?

Die Lösung, wie Emissionen vermindert sowie Rohstoffe und Ressourcen geschont werden können, scheint auf der Hand zu liegen: weniger produzieren. Für die Herstellung eines T-Shirts werden im Schnitt 2.700 Liter Wasser benötigt – so viel Trinkwasser würde einer Person zweieinhalb Jahre lang reichen. In Europa kauft im Durchschnitt jede Person pro Jahr 26 Kilogramm Textilien – und entsorgt elf Kilogramm. Davon werden wiederum fast 90 Prozent verbrannt oder landen auf Deponien. Überproduktion, prekäre Arbeitsbedingungen bei der Herstellung und die Verwendung nicht nachhaltiger Materialien sind die großen Probleme der Fast-Fashion-Industrie. Es ist an der Zeit, Fast Fashion zu verlangsamen.

Mode-Recycling by Design & Recycling as a Service
Ein erster Schritt, Mode und Textilien länger im Kreislauf zu halten, ist ein sachgemäßes Recycling der Materialien. Dafür muss künftig Recycling schon beim Design mitgedacht werden – und das nicht nur bei nachhaltig produzierter Mode, sondern vor allem auch bei Fast Fashion. Hierfür entwickelte etwa die H&M Group den Circulator: Das digitale Bewertungstool führt die Designerin oder den Designer durch Materialien, Komponenten und Designstrategien, die für das Produkt je nach Zweck am besten geeignet sind, und bewertet diese hinsichtlich ihrer Umweltauswirkungen, Haltbarkeit und Recyclingfähigkeit.

Aber vor allem immer mehr junge Unternehmen spezialisieren sich darauf, Recycling für Textilien als Serviceleistung anzubieten. Sie arbeiten direkt mit Modehändlern oder Fashion Brands zusammen, um die bestmögliche Wiederverwertung, das Wieder-in-den-Kreislauf-Bringen oder sogar ein Upcycling zu ermöglichen. Bisher hat es sich für große Textilunternehmen nicht gelohnt, in eigene Recyclingsysteme zu investieren. Doch Recycling as a Service ist ein Zukunftsmarkt, der von innovativen Start-ups wie beispielsweise Resortecs angeführt wird, die bisherige Hürden in unserem Recyclingsystem angehen. In Zukunft werden immer mehr neue Dienstleister rund um Retouren und Recycling aufpoppen und Fashion-Retailern helfen, ihre Materialkreisläufe nachhaltiger auszurichten.

Secondhand erobert den Fast-Fashion-Markt
Eine andere Art, die Lebensdauer von Kleidungsstücken zu verlängern, ist die Weitergabe an neue Nutzerinnen und Nutzer. Wir erleben den Siegeszug von Vintage, Retro und Co. – schicke Secondhandshops und -ketten wie Resales und Humana sprießen überall aus dem Boden. Auch das Renaming von Secondhand hin zu Pre-owned oder pre-loved verdeutlicht die gestiegene Wertschätzung getragener Kleidung. Der Trend zu Secondhand lohnt sich auch wirtschaftlich für Unternehmen: Die Anzahl von Plattformen, deren Businessmodell sich um den Wiederverkauf von Kleidung dreht, steigt und Secondhand-Mode kommt in der Mitte der Gesellschaft an. Das Luxussegment und vor allem Vintage-Mode sind preisstabil, da die Verfügbarkeit dieser Einzelstücke endlich ist. Fast Fashion dagegen ist ausreichend vorhanden und besonders für preissensible Kunden und Kundinnen interessant, da Secondhand als eine der nachhaltigsten Formen des Konsums gilt – somit Mode mit gutem Gewissen geshoppt werden kann – und in der Regel sogar günstiger als Neuware angeboten wird. Der Secondhand-Markt wird sich weiter professionalisieren und gesellschaftsfähiger werden. In Folge wird auch die Fast-Fashion-Industrie gezwungen sein, höherwertige Kleidung zu produzieren, um überhaupt Teil des zirkulären Systems werden bzw. bleiben zu können.

Slow Fashion gewinnt dank Technologie an Fahrt
Die Entwicklung und Orientierung von Fast Fashion in Richtung zirkulärer Prozesse verändert auch die nachhaltige Mode. In Zukunft können Fast Fashion und Slow Fashion voneinander lernen, um ihre Potenziale voll auszuschöpfen: Fast Fashion wird nachhaltiger, während Slow Fashion den Fokus auf schnellere Verfügbarkeit und Lieferung legt und die Customer Experience so angenehm wie möglich gestaltet. Fast und Slow Fashion sind nicht mehr zwingende Gegensätze –
denn auch die nachhaltige Modebewegung kann von technologischen Neuerungen, die vor allem von den Fashion-Plattformen etabliert werden, profitieren und Slow Fashion auf eine neue Stufe heben.

Zugleich ist Sustainable Luxury eine neue Form des Luxuskonsums – vor allem im Bereich der Designermode wird Nachhaltigkeit zum alles entscheidenden Kriterium. Nachhaltigkeit als Distinktionsmittel für wahren Luxus und Nachhaltigkeit als Grundvoraussetzung für eine funktionierende Fashion-Industrie nähern sich immer mehr an. Hier findet der Übergang zwischen einer Verlangsamung von Fast Fashion und einer Beschleunigung von Slow Fashion statt.

Trend Sustainable Luxury
Luxus definiert sich immer weniger über das Objekt und dessen Besitz und wird immer mehr zum Ausdruck des eigenen Lebensstils und der Werthaltung. Das Premium- und Luxusverständnis der Konsumentinnen und Konsumenten hat sich – nicht zuletzt getrieben durch den Megatrend Neo-Ökologie – gewandelt. Künftig geht es nicht mehr nur darum, etwas möglichst Teures und Protziges zu besitzen. Was als Rebellion gegen einen achtlosen Konsum von Luxusmarken begann, die zwar High-End-Produkte versprechen, aber dabei unfaire und umweltschädliche Herstellungsbedingungen in Kauf nehmen, hat sich mehr und mehr als Werthaltung durchgesetzt. Luxusartikel haben keinen geringeren Anspruch, als die Welt zu verbessern.

Nachhaltige und ethische Produkte und Dienstleistungen aus innovativen Materialien, die die Kraft haben, Probleme zu lösen und die Welt zu einem besseren Ort zu machen. Zugleich wandelt sich diese höchst ethisch und moralisch aufgeladene Form der Nachhaltigkeit zum Distinktionsmittel: Denn die Materialien sind so neu, die Herstellungsprozesse noch so experimentell, dass die Produkte einzigartig und häufig nur in geringsten Mengen oder auf Bestellung verfügbar sind. Und diese exklusive Nachhaltigkeit hat natürlich auch ihren Preis. Denn wer als Unternehmen eine Mission verfolgt, dem geht es nicht um schlichte Kostenreduktion – erst recht nicht auf Kosten anderer oder der Umwelt. Statt Leder und Pelz besteht Luxusmode inzwischen aus Orangen, Ananas, Hanf, Kakteen: Es gibt immer mehr neue, innovative und nachhaltige Materialien, aus denen einzigartige Kleidungsstücke und Accessoires hergestellt werden können.

Predictive, Pre-Order & Made-to-Order
Mithilfe von Künstlicher Intelligenz und der Auswertung von Big Data kann der Bedarf an Mode besser vorausgesagt werden. Fast-Fashion-Leader wie Shein zeichnen sich durch eine agile Produktion aus, die von KI-Algorithmen zur Trendvorhersage unterstützt wird, welche mit Daten aus TikTok und anderen Social-Media-Diensten gespeist werden. Damit könnten in Zukunft Überproduktion und unverkäufliche Ware nachhaltig vermindert werden. So kritisch die Praktiken von Shein gesehen werden müssen, bietet die Automatisierung der Prozesse dennoch auch immense Chancen für eine nachhaltigere Modeindustrie, indem die Herstellung erst dann startet, wenn Waren auch nachgefragt werden.

Die Unterstützung durch KI im Designprozess kann dazu genutzt werden, nachhaltigere Mode zu produzieren – und diese schneller verfügbar zu machen. In einer kommenden Avatar-Economy und in der Welt virtueller Influencer und Influencerinnen kann möglicherweise sogar auf einen Teil der Produktion verzichtet werden: Mode bleibt virtuell – und damit ressourcenschonender. Digitale Mode wird mit dem Aufbau des Metaversums zunehmend an Bedeutung gewinnen.

5 Key Takeaways zur Zukunft der Mode

1. Die aktuelle Krise in der Modeindustrie ist eine Chance, sich stärker in Richtung Circular Fashion zu entwickeln. Vor allem das neue Wert-Paradigma in der Gesellschaft, Qualität ganzheitlicher zu verstehen und achtsamer zu konsumieren, sorgt für einen Schub in Richtung fairere, ökologischere und sozialere Mode. Fast Fashion und Nachhaltigkeit schließen sich nicht aus.
2. Erste Ansätze, Fast Fashion länger im Kreislauf zu halten oder sie in diesen zurückzuführen, gibt es bereits. Eine wichtige Entwicklung ist es, das Recycling bzw. die Weiternutzung bereits beim Design- und Herstellungsprozess – Recycling by Design genannt – zu berücksichtigen. Hinzu kommt eine wachsende Anzahl an Start-ups, die sich auf das optimierte Recycling von Textilien spezialisieren und mit großen Fashion-Playern kooperieren.
3. Vor allem der boomende Online-Handel für gebrauchte Mode, oft als Pre-Loved- oder Pre-Owned-Kategorie kommuniziert, macht Secondhand für den Mainstream salonfähig. Diese Mode mit einer Geschichte und der Aura von Einzigartigkeit stellt eine ebenfalls kostengünstige, aber nachhaltigere Alternative zu Fast Fashion dar.
4. Doch auch Slow Fashion wandelt sich, vor allem durch die Dominanz neuer Technologien. So kann auch Slow Fashion von Prozessen profitieren, die sich gerade im Online-Fashion-Markt manifestieren, wie schnelle Delivery- oder Pre-Order-Services. Slow Fashion wird damit convenient, besser und schneller verfügbar. Den nachhaltig orientierten Modebegeisterten wird es leichter gemacht, auch nach ihren Werten und Haltungen zu konsumieren.
5. Der Trend zu Sustainable Luxury setzt sich weiter fort: Nachhaltigkeit als Distinktionsmittel für eine neue Form des Luxus ermöglicht im Luxusmodemarkt alternative Herstellungsprozesse und innovative Materialien. Diese werden von einer Avantgarde zur Schau getragen und, wenn sie sich bewähren, von Fast Fashion adaptiert.

¹ https://onlineshop.zukunftsinstitut.de/shop/retail-report-2023/

Für die Haus- und Heimtextilienindustrie stellt sich die Frage, welche Konsequenzen die aktuellen Wohntrends künftig für ihre Ausstattungskonzepte haben werden: Adaptive Habitat- und Modulhäuser, Cohousing, Seniorenresidenzen oder -dörfer, zwischen Long Stay Apartments, die im Hotelleriebereich ein großes Wachstum erfahren, und den Tiny Houses für den Privatanwender werden die Anbieter neue Ideen entwickeln.

Seit 2018 veranstaltet die Messe Karlsruhe Europas größtes Tiny House Festival. Das NEW HOUSING – Tiny House Festival unterstreicht das große Interesse am Wohntrend Tiny House.

Vom 01. bis 03. Juli 2022 kamen rund 7.000 Tiny House Begeisterte und damit deutlich mehr als erwartet in der Messe Karlsruhe zusammen, um die Vielfalt und Bandbreite kleiner, alternativer Wohnformen zu erleben. In einem Tiny House Dorf aus 25 kleinen Häusern auf dem Freigelände der Messe Karlsruhe hatten sie die Möglichkeit, sich untereinander zu vernetzen und sich bei Herstellern, Zulieferern, Selbstbauern, Vereinen und Verbänden über das Leben auf kleinstem Raum zu informieren und auszutauschen.

„Das NEW HOUSING – Tiny House Festival zahlt in herausragender Weise auf den Trend zum nachhaltigen Leben ein und wirkt damit insbesondere auch hier am Standort Karlsruhe als zukunftsweisend. Als Veranstalter des Festivals und gleichzeitig als Initiator des Tiny House Verbands bringen wir die Community zusammen und setzen ein Zeichen für kluge Entwicklungen bei den Themen Bauen und Wohnen“, sagt Britta Wirtz, Geschäftsführerin der Messe Karlsruhe.

Projektleiter Frank Thieme ergänzt: „Durch Tiny Houses entsteht qualitätsvoller Wohnraum auf kleiner Fläche, die für klassischen Wohnbebauung nicht geeignet sind, weil sie beispielsweise nur temporär zur Verfügung stehen. Das Festival bedient hier den Trend nachhaltiger Nutzung von Flächen zur Schaffung von Wohnräumen und treibt die Entwicklung zu einem geringeren Ressourcenverbrauch und zum Einsatz innovativer Baustoffe voran.“

Auf dem Freigelände der Messe Karlsruhe standen Unternehmen für Fragen zur Verfügung und lieferten Informationen aus erster Hand. Mit dabei waren Ausstellende aus ganz Deutschland, darunter Marktführer wie auch Tischlereien und Start-ups, die sich mit dem Bau von Tiny Houses ein zweites Standbein aufgebaut haben.

Erstmals präsentierten sich auch Firmen aus dem europäischen Ausland, unter anderem aus Lettland, Polen und Belgien. Neu in 2022 gab es außerdem eine Infomeile im Eingangsbereich der Messe mit einer Vielzahl an Beratungsangeboten für zukünftige Tiny House Bewohner sowie Zulieferer und Ausstatter.

Dort standen unter anderem regionale Tiny House Vereine und der Tiny House Verband bei Fragen zur Seite und informierten über ihre Arbeit. Regina Schleyer, Vorstandsvorsitzende des Tiny House Verbands, der strukturell über 2.000 Mitglieder im deutschsprachigen Raum vertritt, sagt: „Das Besucheraufkommen ist wirklich überwältigend. Das Interesse ist sehr groß, die Menschen sind sehr aufgeschlossen und interessiert am Verband. Es ist uns gelungen, darzustellen, welche lokalen Angeboten in den Vereinen bundesweit entwickelt werden. Wir sind wirklich sehr zufrieden mit der Messe, ein voller Erfolg.“

Die Besuchenden reisten aus ganz Deutschland und über die Landesgrenzen hinweg nach Karlsruhe an, um sich zu kleinen alternativen Wohnformen zu informieren. Sie schätzen insbesondere die Möglichkeit, mit den Herstellenden in persönlichen Kontakt zu treten und die Tiny Houses vor Ort zu besichtigen.

Das Vortragsprogramm zum Festival ergänzte die Ausstellung und bot Einblicke in erfolgreiche Selbstbaugeschichten, Themen wie Autarkie, Nachhaltigkeit und Stellplatzsuche ebenso wie informative Literatur. Themenrelevante Fachvorträge mit Experten gaben Tipps und Tricks sowie Erfahrungen innerhalb der Tiny House Community weiter.
 
Das nächste NEW HOUSING – Tiny House Festival findet vom 30. Juni bis 2. Juli 2023 in der Messe Karlsruhe statt.

MAI Scrap SeRO | From Scrap to Secondary Ressources – Highly Orientated Wet-Laid-Nonwovens from CFRP-Waste

Das Projekt »Scrap SeRO« ist als internationales Verbundvorhaben im Themengebiet »Recycling von Carbonfasern« angesiedelt.

Als technisches Projektziel ist die Demonstration einer durchgehenden Prozessroute zur Verarbeitung von pyrolytisch recycelten Carbonfasern (rCF) in leistungsfähigen Second-Life-Bauteilstrukturen definiert. Neben der technologischen Ebene steht insbesondere der internationale Transfer-Charakter im Fokus des Projekts, im Sinne einer Cross-Cluster Initiative zwischen Spitzencluster MAI Carbon (Deutschland) und CVC (Südkorea).    

Durch eine direkte Zusammenarbeit marktführender Unternehmen und Forschungseinrichtungen der teilnehmenden Cluster-Mitglieder erfolgt die technische Projektbearbeitung im Kontext der global geprägten Herausforderung des Recyclings, sowie der Notwendigkeit zu erhöhter Ressourceneffizienz, mit Bezug auf den wirtschaftsstrategischen Werkstoff Carbonfasern.

Effiziente Verarbeitung von recycelten Carbonfasern
Die technologische Prozessroute innerhalb des Projektes verläuft entlang der industriellen Nassvliestechnologie, die mit der klassischen Papierherstellung vergleichbar ist. Diese ermöglicht eine robuste Herstellung von hochqualitativen rCF-Vliesstoffen, die sich u.a. durch besonders hohe Homogenität und Kennwertstabilität auszeichnen.

Besonderer Entwicklungsfokus liegt auf einer spezifischen Prozessführung, welche die Erzeugung einer Orientierung der Einzelfaserfilamente im Vlieswerkstoff erlaubt.

Die gegebene Faservorzugsrichtung der diskontinuierlichen Faserstruktur eröffnet neben einer lastpfadgerechten Mechanik zusätzlich starke Synergieeffekte in Bezug auf erhöhte Packungsdichten, d.h. Faservolumengehalte, sowie ein deutlich optimiertes Verarbeitungsverhalten in Bezug auf Imprägnierung, Umformung und Konsolidierung.

Die innovativen Nassvliesstoffe werden im Folgenden unter Einsatz großserienfähiger Imprägnierverfahren jeweils zu duromeren sowie thermoplastischen Halbzeugen, d.h. Prepregs bzw. Organoblechen, weiterverarbeitet. Durch einen Slitting-Zwischenschritt werden hieraus rCF-Tapes hergestellt. Mittels automatisiertem Fibre-Placement können somit lastpfadoptimierte Preforms abgelegt werden, die abschließend zu komplexen Demonstrator-Bauteilen konsolidiert werden.

Die Prozesskette wird an entscheidenden Schnittstellen von innovativer zerstörungsfreier Messtechnik überwacht und durch umfangreiche Charakterisierungsmethodik ergänzt.

Explizit für die Verarbeitung von pyrolytisch recycelten Carbonfasern, die beispielsweise aus End-of-Life-Abfällen oder PrePreg-Verschnittresten zurückgewonnen wurden, ergeben sich für die hier dargestellte Gesamt-Prozessroute vollkommen neue Potentiale mit signifikantem Mehrwert gegenüber dem aktuellen Stand der Technik.

Internationaler Transfer
Die grundlegend global ausgerichtete Herausforderung des Recyclings bzw. das Bestreben nach gesteigerter Nachhaltigkeit wird stark durch nationale Verwertungsstrategien infolge länderspezifischer Rahmenbedingungen beeinflusst. Die globalisierte Handlungsweise von Unternehmen im Umgang mit hochvolumigen Materialströmen stellt zusätzliche Anforderungen an eine funktionierende Kreislaufwirtschaft. Nur auf Basis und unter Beachtung der jeweiligen Richtlinien und Strukturfaktoren kann eine vernetzte Lösung entstehen.

Im Falle des Hochleistungswerkstoffes Carbonfaser besteht ein besonders hoher technischer Anspruch für eine ökologisch wie ökonomisch tragfähige Recyclingwirtschaft. Gleichzeitig eröffnet die spezifische Marktgröße bereits interessante Skalierungseffekte und Potentiale zur Marktdurchdringung.

Das Projekt ScrapSeRO verbindet dabei zwei der weltweit führenden Spitzencluster im Bereich Carbon Composites aus den Ländern Südkorea und Deutschland auf Basis einer Cross-Cluster Initiative. Im Rahmen dieses ersten aussichtsreichen Technologieprojekts soll dabei der Grundstein für eine zukünftige Zusammenarbeit entstehen, die ein effektives Recycling von Carbonfasern unterstützt.
 
Das Projekt leistet hierbei einen wichtigen Beitrag zur Schließung des Stoffkreislaufs für Carbonfasern und ebnet damit den Weg für einen erneuten Einsatz im Rahmen weiterer Lebenszyklen dieses hochwertigen und energieintensiven Werkstoffs.

Info »Scrap SeRO«

• Laufzeit: 05/2019 – 10/2022
• Förderung: BMBF
• Fördersumme: 2.557.000 €

Konsortium:

• Fraunhofer Institut für Gießerei-,
• Composites- und Verarbeitungstechnik IGCV
• ELG Carbon Fibre
• J.M. Voith SE & Co. KG
• Neenah Gessner
• SURAGUS GmbH
• LAMILUX Composites GmbH
• Covestro Deutschland AG
• BA Composites GmbH
• SGL Carbon
• ELG Carbon Fibre
• Procotex
• Gen2Carbon
• KCarbon
• Hyundai
• Sangmyung University
• TERA Engineering