From the Sector

It looks like a normal shirt, but it has it all: The new SmartTex shirt uses integrated sensors to transfer physiological data from astronauts to Earth via a wireless communication network. In this way, the effects of the space environment on the human cardiovascular system will be evaluated and documented, especially with regard to long-term manned space missions. Developed by the German Aerospace Center (DLR) in cooperation with DSI Aerospace Technology, the Medical Faculty of Bielefeld University and textile research partner Hohenstein, SmartTex will be tested for the first time as part of the Wireless Compose-2 (WICO2) project by German ESA astronaut Dr. Matthias Maurer, who will leave for his ‘Cosmic Kiss’ mission on the International Space Station (ISS) for six months on October 30, 2021.

"We were already able to gain valuable insights into the interaction of the body, clothing and climate under microgravity conditions during the previous projects Spacetex (2014) and Spacetex2 (2018)," explains Hohenstein Senior Scientific Expert Dr. Jan Beringer. The insights provided at the time by the mission of ESA astronaut Dr. Alexander Gerst have now been directly incorporated into the development of the new SmartTex shirt at Hohenstein. "Matthias Maurer can wear his tailor-made shirt comfortably on his body during his everyday work on the International Space Station. For this, we used his body measurements as the basis for our cut development and the production of the shirt. We integrated the necessary sensors as well as data processing and communication modules into the shirt's cut in such a way that they interfere as little as possible and are always positioned in the right place, regardless of the wearing situation. This is the prerequisite for reliably measuring the relevant physiological data." The SmartTex shirt is intended to provide a continuous picture of the vital functions of astronauts. This will be particularly relevant for future long-term manned space missions to the Moon and Mars.

For example, during the BEAT experiment (Ballistocardiography for Extraterrestrial Applications and long-Term missions), Matthias Maurer will be the first astronaut to wear a T-shirt equipped with sensors that measure his ballistocardiographic data such as pulse and relative blood pressure. For this purpose, the sensors were calibrated in the :envihab research facility at the DLR Institute of Aerospace Medicine in Cologne. Details on the contraction rate and opening and closing times of the heart valves, which are normally only accessible via sonography or computer tomography, can also be read from the data material. The goal is to study the effects of the space environment on the human cardiovascular system. To be able to analyse these effects realistically, Matthias Maurer's ballistocardiographic data will be recorded before, during and after his stay on the ISS. For the future, a technology transfer of the SmartTex shirt for application in the field of fitness or even in telemedicine is conceivable.

Wireless Compose-2 (WICO2)
The project was planned and prepared by the German Aerospace Center (DLR) and its cooperation partners DSI Aerospace Technology, Hohenstein and the University of Bielefeld. The wireless communication network reads sensor data and can determine the position of people and objects in space by propagation times of radio pulses. It is also available as a platform for several experiments on the ISS. The determined data is temporarily stored within the network and read out at regular intervals by the astronauts. These data packets are then transferred to Earth via the ISS link and analysed by the research teams. It can generate its own energy from artificial light sources via solar cells.

ESA astronaut Dr. Matthias Maurer in summer 2021 during preliminary talks on the Cosmic Kiss mission in DLR's :envihab in Cologne. © DLR

Sensors measure physiological data during a test run on Earth. © DLR

With the "SmartTex" shirt, astronauts can wear the necessary sensors comfortably on their bodies. © DLR

Dr. Jan Beringer, Hohenstein Senior Scientific Expert. © Hohenstein

Das Cetex Institut, die thermoPre ENGINEERING GmbH und die The FilamentFactory GmbH kooperieren bei der Entwicklung, Herstellung und Vermarktung neuartiger Hybridmaterialien. Der am 2. Oktober 2020 in Chemnitz gemeinsam unterzeichnete Kooperationsvertrag hebt die Zusammenarbeit auf eine neue Stufe. „Wir freuen uns, dem Endanwender die Hybridrovings nicht nur anwendungsangepasst liefern zu können, sondern auch das Engineering für spätere Bauteilanwendungen inklusive dem Prototyping der FKV-Bauteile anzubieten“, so Sebastian Nendel, geschäftsführender Direktor des Cetex Institutes.

Patentiertes Verfahren zur Herstellung von Hybridrovings
Das Cetex Institut hat in den letzten 3 Jahren eine Anlagentechnologie zur Herstellung von Hybridrovings entwickelt. Durch das patentierte Verfahren können kundenspezifisch verschiedene Materialkombinationen hergestellt werden. Dabei können Materialkombinationen aus Verstärkungsfasern (Glas, Basalt, Carbon, Aramid oder hochfesten Polymerfasern) mit Matrixfasern (PP, PET, PA, PPS, PEEK) kombiniert werden, aber auch Spezialkombinationen aus unterschiedlichen Verstärkungsfasern oder der Kombination von Verstärkungsfasern mit Metallfasern. Vorteile des neuartigen Hybridrovings sind die drehungsfreie und vollständig gestreckte Faserlage und die damit verbundene optimale Eigenschaftsausnutzung der Verstärkungsfasern, wie auch eine sehr gute Homogenität, wodurch in späteren Prozessschritten eine hervorragende Verarbeitung erzielt werden kann.

Serienproduktion als nächsten Schritt
Das nächste Ziel ist klar gesetzt: Im Rahmen der Vereinbarung soll das Verfahren durch die Projektpartner gemeinsam weiterentwickelt und bis zur Serienproduktion überführt werden. Diese gemeinsamen Aktivitäten bilden die Basis für eine langjährige intensive Zusammenarbeit auf diesem neuen Gebiet.

Mit Wirkung zum 01.01.2018 übernahm Sebastian Nendel, bisher Geschäftsführer Forschung und Entwicklung, als Geschäftsführender Direktor die Leitung des operativen Geschäftes des Cetex Institutes. Herr Hans-Jürgen Heinrich scheidet nach 27 Jahren aus der Geschäftsleitung aus, steht dem Institut mit seinen langjährigen Erfahrungen aber weiterhin für fachliche Aufgaben zur Verfügung. Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. h. c. Dr. h. c. Prof. Lothar Kroll bleibt Institutsdirektor.

Als neuer Leiter Forschung und Entwicklung konnte Herr Marcel Meyer gewonnen werden, der bisher als Fachgruppenleiter im Bereich Kunststofftechnologien und Maschinenkonstruktion an der Technischen Universität Chemnitz, Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung tätig war.

Die Forschungsschwerpunkte des Cetex Institutes liegen heute im Bereich der Entwicklung neuer Technologien und Maschinen für technische Textilien sowie von großserientauglichen Verfahren und Maschinen für multifunktionale textile Verstärkungsstrukturen für den Leichtbau.

Kurzvita Sebastian Nendel
Sebastian Nendel hat an der Technischen Universität Chemnitz Wirtschaftsingenieurwesen / Maschinenbau studiert.
Von 2009 bis 2013 war er als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung der TU Chemnitz tätig.
Seit Juli 2013 verstärkt er die Geschäftsleitung des Cetex Institut für Textil- und Verarbeitungsmaschinen gemeinnützige GmbH zunächst als Leiter Forschung und Entwicklung und zuletzt als Geschäftsführer Forschung und Entwicklung. Im Januar 2018 hat er als Geschäftsführender Direktor die Leitung des operativen Geschäftes des Institutes übernommen.

Kurzvita Marcel Meyer
Marcel Meyer hat an der Technischen Universität Chemnitz Maschinenbau mit den Fachrichtungen Konstruktion und Kunststofftechnik studiert.
Von 2007 bis 2017 war er als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung der TU Chemnitz tätig. Dort leitete er von 2009 bis 2012 die Arbeitsgruppe Werkzeugsysteme und Simulation. Ab 2012 bis Ende 2017 war er Leiter der Arbeitsgruppe Integrative Kunststofftechnologien und Prozesssimulation im Forschungsbereich Kunststofftechnologien und Verarbeitungsmaschinen.
Seit Juli 2017 verstärkt er das Team des Cetex Institut für Textil- und Verarbeitungsmaschinen gemeinnützige GmbH zunächst als wissenschaftlicher Mitarbeiter. Im Januar 2018 hat er die Leitung des Bereiches Forschung und Entwicklung des Institutes übernommen.