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Seide liefert die Bausteine zur Transformation der modernen Medizin Foto: Jenna Schad
31.10.2023

Seide liefert die Bausteine zur Transformation der modernen Medizin

Forscher an der Tufts-Universität nutzen Seidenproteine zur Herstellung von Handschuhen, die Viren erkennen, chirurgischen Schrauben, die sich im Körper auflösen, und anderen biomedizinischen Materialien der nächsten Generation

Etwa eine Meile nordwestlich des Tufts-Campus in Medford/Somerville befindet sich im vierten Stock einer umgebauten Wollfabrik ein Schrein für Seide. Glasvasen mit Seidenraupenkokons und gewaschenen Seidenfasern stehen kunstvoll auf einem Regal gegenüber einer bunten Zeichnung des Lebenszyklus von Bombyx mori, dem domestizierten Seidenspinner. Weiter innen grenzen weitere Kokons in Wandvitrinen an eine große Nahaufnahme von Seidenfasern, und auf Displays sind Dutzende von Prototypen aus Seide zu sehen, darunter intelligente Stoffe, Biosensoren, ein Helm, der bei einem Aufprall die Farbe wechselt, und potenzielle Ersatzstoffe für Materialien wie Leder, Kunststoff und Spanplatten.

Forscher an der Tufts-Universität nutzen Seidenproteine zur Herstellung von Handschuhen, die Viren erkennen, chirurgischen Schrauben, die sich im Körper auflösen, und anderen biomedizinischen Materialien der nächsten Generation

Etwa eine Meile nordwestlich des Tufts-Campus in Medford/Somerville befindet sich im vierten Stock einer umgebauten Wollfabrik ein Schrein für Seide. Glasvasen mit Seidenraupenkokons und gewaschenen Seidenfasern stehen kunstvoll auf einem Regal gegenüber einer bunten Zeichnung des Lebenszyklus von Bombyx mori, dem domestizierten Seidenspinner. Weiter innen grenzen weitere Kokons in Wandvitrinen an eine große Nahaufnahme von Seidenfasern, und auf Displays sind Dutzende von Prototypen aus Seide zu sehen, darunter intelligente Stoffe, Biosensoren, ein Helm, der bei einem Aufprall die Farbe wechselt, und potenzielle Ersatzstoffe für Materialien wie Leder, Kunststoff und Spanplatten.

Das Einzige, was fehlt, sind die Seidenraupen selbst, aber Fiorenzo Omenetto, der Direktor von Silklab und Frank C. Doble Professor of Engineering an der Tufts University, sagte, dass sie bald eintreffen werden. Das Labor baut ein Terrarium, in dem Besucher die Tiere besichtigen können.
„Wir werden ein Fest der Seidenraupen und Motten veranstalten“, so Omenetto.

Seide wird schon seit Tausenden von Jahren gezüchtet und geerntet. Am bekanntesten ist sie für den widerstandsfähigen, schimmernden Stoff, der aus ihren Fasern gewebt werden kann, aber sie wird auch seit langem in der Medizin zum Verbinden von Verletzungen und Nähen von Wunden verwendet. Im Silklab bauen Omenetto und seine Kollegen auf dem Erbe der Seide auf und beweisen, dass diese uralte Faser zur Entwicklung der nächsten Generation biomedizinischer Materialien beitragen könnte.
 
Die Raupen von Seidenspinnern, auch Seidenraupen genannt, stoßen einen einzigen klebrigen Seidenstrang aus ihrem Maul aus, um Cocons zu bilden, die von Seidenbauern zur Herstellung von Seidengarn geerntet werden. Im Kern besteht Seide aus einer Mischung von zwei Proteinen: Fi-Broin, das die Struktur der Faser bildet, und Sericin, das sie zusammenhält. Mit ein paar Handgriffen im Labor können Tufts-Forscher das Sericin entfernen und die Fasern auflösen, so dass sich ein trockener Kokon in eine mit Fibroin gefüllte Flüssigkeit verwandelt.

„Die Natur baut Strukturproteine, die sehr robust und sehr widerstandsfähig sind“, erläutert Omenetto. „Ihre Bausteine sind diese Fibroinproteine, die im Wasser schwimmen. Daraus kann man alles bauen, was man will.“

Beginnend mit Lieferungen getrockneter Kokons von Seidenfarmen konnten Omenetto und seine Kollegen Gele, Schwämme, klare, plastikähnliche Folien, bedruckbare Tinten, Feststoffe, die wie Bernstein aussehen, eintauchbare Beschichtungen und vieles mehr herstellen.

„Jedes der Materialien, die man herstellt, kann all diese verschiedenen Funktionen enthalten, und ein Tag hat nur 24 Stunden“, sagt Omenetto lachend. „Deshalb schlafe ich auch nicht.“

Biokompatibel und biologisch abbaubar
Als Omenetto vor fast zwei Jahrzehnten an die Tufts-Universität kam, konzentrierte sich seine Forschung auf Laser und Optik - Seide stand nicht auf dem Plan. Doch ein zufälliges Gespräch mit David Kaplan, dem Stern Family Professor of Engineering und Vorsitzenden der Abteilung Biomedizintechnik, brachte ihn auf einen neuen Weg.

Kaplan, der seit Anfang der 90er Jahre mit Seide arbeitet, entwarf ein Seidengerüst, das bei der Wiederherstellung der Hornhaut eines Menschen helfen sollte, indem es Zellen zwischen den Schichten wachsen ließ. Er brauchte eine Möglichkeit, um sicherzustellen, dass die wachsenden Zellen ausreichend mit Sauerstoff versorgt werden, und zeigte Omenetto das kleine, transparente Blatt, der sofort von dem Material fasziniert war. Omenetto konnte mit den Lasern seines Labors winzige Löcher in Kaplans Seidenhornhaut setzen. Schnell folgten weitere Kooperationen.
„Seitdem haben wir ununterbrochen zusammengearbeitet“, sagte Kaplan.

Eine dieser Forschungsrichtungen ist es, Wege zu finden, um Seide für die Reparatur und das Nachwachsen von Knochen, Blutgefäßen, Nerven und anderem Gewebe zu nutzen. Seide ist biokompatibel, d. h. sie schadet dem Körper nicht und lässt sich auf vorhersehbare Weise abbauen. Mit der richtigen Vorbereitung können Seidenmaterialien die notwendige Festigkeit und Struktur bieten, während der Körper heilt.

„Man kann die Seide so bearbeiten und formen, wie man sie braucht, und sie wird das erforderliche Format beibehalten, während das native Gewebe in die Lücke hineinwächst und das Seidenmaterial abgebaut wird“, sagte Kaplan. „Schließlich ist es zu 100 Prozent verschwunden, und man hat wieder sein normales Gewebe.“

Ein Teil dieser Arbeit wurde bereits von der US-amerikanischen Food and Drug Administration freigegeben. Ein Unternehmen namens Sofregen, das aus der Forschung von Kaplan und Omenetto hervorgegangen ist, verwendet ein injizierbares Gel auf Seidenbasis, um beschädigte Stimmbänder wieder zu reparieren, also das Gewebe, das den Luftstrom reguliert und uns beim Sprechen hilft.
Die stabilen Seidenstrukturen können ihre Größe, Form und Funktion über Jahre hinweg beibehalten, bevor sie sich abbauen. Aber in einigen Fällen, z. B. bei chirurgischen Schrauben und Platten, die für schnell wachsende Kinder bestimmt sind, wäre dieses Tempo zu langsam. Die Forscher mussten einen Weg finden, um die Zeit zu beschleunigen, in der sich dichtes Seiden-Biomaterial abbaut. Sie setzten der Seide ein körpereigenes Enzym zu, um den Abbauprozess zu beschleunigen. Die Idee ist, dass das Enzym trocken und inaktiv in der Seidenvorrichtung sitzt, bis die Struktur in einem Menschen eingesetzt wird, und dass dann die Vorrichtung hydratisiert und das Enzym aktiviert wird, um das Material schneller zu zersetzen.

„Wir können genau die richtige Menge an Enzymen zugeben, damit eine Schraube in einer Woche, einem Monat oder einem Jahr verschwindet“, so Kaplan. „Wir haben die volle Kontrolle über den Prozess.“
Gegenwärtig arbeiten Kaplan und sein Labor an anderen kleinen, abbaubaren medizinischen Geräten, die dazu beitragen würden, die Zahl der Operationen, die Patienten benötigen, zu verringern. So werden beispielsweise bei chronischen Ohrinfektionen häufig Ohrschläuche implantiert, die dann operativ entfernt werden müssen. Kaplan und seine Kollegen haben Ohrschläuche aus Seide entwickelt, die sich von selbst abbauen und sogar Antibiotika enthalten können.

„Als jemand, dessen Tochter sechs Operationen am Ohr hinter sich hat, weiß ich, wie hilfreich dies sein kann“, so Kaplan.

Quelle:

Laura Castañón, Tufts University, Massachusetts USA

Foto: Claude Huniade
11.07.2023

Ionisch leitfähige Fasern als neuer Weg für intelligente und Funktionstextilien

Elektronisch leitfähige Fasern werden bereits in intelligenten Textilien verwendet, doch in einem kürzlich veröffentlichten Forschungsartikel wurde nachgewiesen, dass ionisch leitfähige Fasern von zunehmendem Interesse sind. Die sogenannten Ionenfasern sind flexibler und haltbarer und entsprechen der Art von Leitfähigkeit, die unser Körper nutzt. In Zukunft könnten sie unter anderem für Textilbatterien, Textildisplays und Textilmuskeln verwendet werden.

Das Forschungsprojekt wird von dem Doktoranden Claude Huniade an der Universität Borås durchgeführt und ist Teil eines größeren Projekts, Weafing. Sein Ziel es ist, neuartige, noch nie dagewesene Kleidungsstücke für haptische Stimulation zu entwickeln, die flexible und tragbare textile Aktoren und Sensoren, einschließlich Steuerelektronik, als eine neue Art von textilbasierter Großflächenelektronik umfassen.

Elektronisch leitfähige Fasern werden bereits in intelligenten Textilien verwendet, doch in einem kürzlich veröffentlichten Forschungsartikel wurde nachgewiesen, dass ionisch leitfähige Fasern von zunehmendem Interesse sind. Die sogenannten Ionenfasern sind flexibler und haltbarer und entsprechen der Art von Leitfähigkeit, die unser Körper nutzt. In Zukunft könnten sie unter anderem für Textilbatterien, Textildisplays und Textilmuskeln verwendet werden.

Das Forschungsprojekt wird von dem Doktoranden Claude Huniade an der Universität Borås durchgeführt und ist Teil eines größeren Projekts, Weafing. Sein Ziel es ist, neuartige, noch nie dagewesene Kleidungsstücke für haptische Stimulation zu entwickeln, die flexible und tragbare textile Aktoren und Sensoren, einschließlich Steuerelektronik, als eine neue Art von textilbasierter Großflächenelektronik umfassen.

WEAFING steht für Wearable Electroactive Fabrics Integrated in Garments. Das Projekt startete am 1. Januar 2019 und endete am 30. Juni 2023.

Diese Wearables basieren auf einer neuen Art von Textilmuskeln, deren Garne mit elektromechanisch aktiven Polymeren beschichtet sind und sich zusammenziehen, wenn eine niedrige Spannung angelegt wird. Textilmuskeln bieten eine völlig neue und sehr unterschiedliche Qualität haptischer Empfindungen und sprechen auch Rezeptoren unseres taktilen Sinnessystems an, die nicht auf Vibration, sondern auf sanften Druck oder Schlag reagieren.

Da es sich um textile Materialien handelt, bieten sie zudem eine neue Möglichkeit, tragbare Haptik zu entwerfen und herzustellen. Sie können nahtlos in Stoffe und Kleidungsstücke integriert werden. Für diese neuartige Form der textilen Muskeln ist eine große Bandbreite an haptischen Anwendungsmöglichkeiten abzusehen: für Ergonomie, Bewegungscoaching im Sport oder Wellness, zur Unterstützung von Virtual- oder Augmented-Reality-Anwendungen in Spielen oder zu Trainingszwecken, zur Inklusion von sehbehinderten Menschen durch Informationen über ihre Umgebung, zur Stressreduktion oder sozialen Kommunikation, für anpassungsfähige Möbel, die Automobilindustrie und vieles mehr.

Im Projekt von Claude Huniade geht es darum, leitfähige Garne ohne leitfähige Metalle herzustellen.

„In meiner Forschung geht es um die Herstellung elektrisch leitfähiger Textilfasern - letzendlich von Garnen - durch die nachhaltige Beschichtung handelsüblicher Garne mit Nicht-Metallen. Die größte Herausforderung besteht darin, ein Gleichgewicht zwischen der Beibehaltung der textilen Eigenschaften und dem Hinzufügen der leitenden Eigenschaft zu finden“, so Claude Huniade.

Ionofasern könnten als Sensoren verwendet werden, da ionische Flüssigkeiten empfindlich auf ihre Umgebung reagieren. So können die Ionenfasern beispielsweise Änderungen der Luftfeuchtigkeit, aber auch jede Dehnung oder jeden Druck, dem sie ausgesetzt sind, wahrnehmen.

„Ionofasern könnten wirklich herausragen, wenn sie mit anderen Materialien oder Geräten kombiniert werden, die Elektrolyte benötigen. Ionofasern ermöglichen es, dass bestimmte Phänomene, die derzeit nur in Flüssigkeiten möglich sind, auch in der Luft auf leichtgewichtige Weise realisiert werden können. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig und einzigartig, zum Beispiel für Textilbatterien, textile Displays oder textile Muskeln“, so Claude Huniade.

Weitere Forschung ist erforderlich
Es sind noch weitere Forschungsarbeiten erforderlich, um die Ionenfasern mit anderen funktionellen Fasern zu kombinieren und spezielle textile Produkte herzustellen.

Wie unterscheiden sie sich von herkömmlichen elektronisch leitfähigen Fasern?

„Im Vergleich zu elektronisch leitfähigen Fasern unterscheiden sich Ionofasern dadurch, wie sie Elektrizität leiten. Sie sind weniger leitfähig, bringen aber andere Eigenschaften mit, die elektronisch leitfähigen Fasern oft fehlen. Ionofasern sind flexibler und haltbarer und entsprechen der Art der Leitung, die unser Körper verwendet. Sie entsprechen sogar besser als elektronisch leitende Fasern der Art, wie Elektrizität in der Natur vorkommt“, schloss er.

Derzeit liegt die Einzigartigkeit seiner Forschung in den Beschichtungsstrategien. Diese Methoden umfassen sowohl die Verfahren als auch die verwendeten Materialien.

Verwendung von ionischen Flüssigkeiten
Eine der Spuren, die er verfolgt, betrifft eine neue Art von Material als Textilbeschichtung, nämlich ionische Flüssigkeiten in Kombination mit handelsüblichen Textilfasern. Genau wie Salzwasser leiten sie Strom, aber ohne Wasser. Ionische Flüssigkeiten sind stabilere Elektrolyte als Salzwasser, da nichts verdunstet.

„Der Faktor der Verarbeitbarkeit ist eine wichtige Voraussetzung, da die Textilproduktion Fasern stark beansprucht, vor allem, wenn sie in größerem Maßstab eingesetzt werden. Die Fasern können auch zu Geweben oder Gewirken verarbeitet werden, ohne dass sie mechanisch beschädigt werden, wobei ihre Leitfähigkeit erhalten bleibt. Überraschenderweise ließen sie sich sogar glatter zu Stoffen verarbeiten als die handelsüblichen Garne, aus denen sie hergestellt werden“, erklärte Claude Huniade.

Quelle:

University of Borås

intelligente Textilien (c) Sanghyo Lee
24.04.2023

Kostengünstigere Verfahren zur Herstellung gewebter Displays und intelligenter Textilien

Forscher haben intelligente Textilien der nächsten Generation entwickelt, die mit LEDs, Sensoren, Energiegewinnung und -speicherung ausgestattet sind. Diese Textilien können kostengünstig in jeder Form und Größe auf herkömmlichen industriellen Webstühlen hergestellt werden, wie sie auch für die Herstellung von Alltagskleidung verwendet werden.
 
Ein internationales Team unter der Leitung der Universität Cambridge hatte in der Vergangenheit bereits gezeigt, dass gewebte Displays in großen Größen produziert werden können, aber diese früheren Beispiele wurden mit speziellen manuellen Laborgeräten hergestellt. Andere intelligente Textilien können in spezialisierten mikroelektronischen Produktionsanlagen hergestellt werden, die jedoch sehr teuer sind und große Mengen an Abfall produzieren.

Forscher haben intelligente Textilien der nächsten Generation entwickelt, die mit LEDs, Sensoren, Energiegewinnung und -speicherung ausgestattet sind. Diese Textilien können kostengünstig in jeder Form und Größe auf herkömmlichen industriellen Webstühlen hergestellt werden, wie sie auch für die Herstellung von Alltagskleidung verwendet werden.
 
Ein internationales Team unter der Leitung der Universität Cambridge hatte in der Vergangenheit bereits gezeigt, dass gewebte Displays in großen Größen produziert werden können, aber diese früheren Beispiele wurden mit speziellen manuellen Laborgeräten hergestellt. Andere intelligente Textilien können in spezialisierten mikroelektronischen Produktionsanlagen hergestellt werden, die jedoch sehr teuer sind und große Mengen an Abfall produzieren.

Das Team fand heraus, wie flexible Displays und intelligente Textilien viel billiger und nachhaltiger hergestellt werden können, indem elektronische, optoelektronische, sensorische und energetische Faserkomponenten auf denselben industriellen Webstühlen gewebt werden, die auch für die Herstellung herkömmlicher Textilien verwendet werden. Die in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlichten Ergebnisse zeigen, wie intelligente Textilien eine Alternative zu größeren elektronischen Bauteilen in Bereichen wie Automobilbau, Elektronik, Mode und Bauwesen sein könnten.

Trotz der jüngsten Fortschritte bei der Entwicklung intelligenter Textilien sind deren Funktionalität, Abmessungen und Form durch die gegenwärtigen Herstellungsverfahren begrenzt.
„Wir könnten diese Textilien in speziellen Mikroelektronik-Anlagen herstellen, aber das erforderte Investitionen in Milliardenhöhe“, so Dr. Sanghyo Lee vom Cambridge Department of Engineering, Erstautor der Studie. „Zudem ist die Herstellung intelligenter Textilien auf diese Weise sehr begrenzt, da alles auf denselben starren Wafern hergestellt werden muss, die auch für die Herstellung integrierter Schaltkreise verwendet werden, so dass die maximale Größe, die wir erreichen können, etwa 30 Zentimeter im Durchmesser beträgt.

„Intelligente Textilien waren bisher auch durch ihre mangelnde Praxistauglichkeit eingeschränkt“, ergänzte Dr. Luigi Occhipinti, ebenfalls vom Fachbereich Ingenieurwissenschaften, der die Forschungsarbeiten mit leitete. „Man denke nur an das Biegen, Dehnen und Falten, dem normale Textilien standhalten müssen, und es war eine Herausforderung, die gleiche Haltbarkeit in intelligente Textilien zu integrieren.“

Letztes Jahr hatten einige derselben Forscher gezeigt, dass die in intelligenten Textilien verwendeten Fasern mit Materialien beschichtet werden können, die Dehnungen standhalten, so dass sie mit herkömmlichen Webverfahren kompatibel sind. Mit dieser Technik stellten sie ein gewebtes 46-Zoll-Demonstrationsdisplay her.

Jetzt haben die Forscher gezeigt, dass intelligente Textilien in automatisierten Prozessen hergestellt werden können, wobei ihrer Größe und Form keine Grenzen gesetzt sind. Mehrere Arten von Faserbauelementen, darunter Energiespeicher, Leuchtdioden und Transistoren, wurden hergestellt, eingekapselt und mit herkömmlichen synthetischen oder natürlichen Fasern gemischt, um durch automatisches Weben intelligente Textilien herzustellen. Die Faserbauteile wurden durch ein automatisiertes Laserschweißverfahren mit elektrisch leitendem Klebstoff miteinander verbunden.
 
Alle Prozesse wurden so optimiert, dass die elektronischen Komponenten möglichst wenig beschädigt wurden, was wiederum die intelligenten Textilien so haltbar machte, dass sie der Dehnung einer industriellen Webmaschine standhalten. Die Verkapselungsmethode wurde unter Berücksichtigung der Funktionalität der Faserkomponenten entwickelt, und die mechanische Kraft und thermische Energie wurden systematisch geprüft, um ein automatisches Weben bzw. eine laserbasierte Verbindung zu erreichen.

Gemeinsam mit Textilherstellern konnte das Forschungsteam Testflächen aus intelligenten Textilien mit einer Größe von etwa 50 x 50 Zentimetern herstellen, die jedoch auf größere Abmessungen skaliert und in großen Mengen produziert werden können.
 
„Diese Unternehmen verfügen über gut etablierte Produktionsanlagen mit Faserextrudern mit hohem Durchsatz und großen Webmaschinen, die automatisch ein Quadratmeter Textil weben können“, so Lee. „Wenn wir also die intelligenten Fasern in den Prozess einbringen, ist das Ergebnis im Grunde ein elektronisches System, das genauso hergestellt wird wie andere Textilien.“
Den Forschern zufolge könnten große, flexible Bildschirme und Monitore auf industriellen Webstühlen und nicht in spezialisierten Elektronikfertigungsanlagen hergestellt werden, was ihre Produktion wesentlich billiger machen würde. Der Prozess muss jedoch noch weiter optimiert werden.

„Die Flexibilität dieser Textilien ist absolut erstaunlich,“ sagt Occhipinti. „Nicht nur in Bezug auf ihre mechanische Flexibilität, sondern auch in Bezug auf die Flexibilität des Ansatzes, nachhaltige und umweltfreundliche Plattformen zur Herstellung von Elektronik einzusetzen, die zur Verringerung der Kohlenstoffemissionen beitragen und echte Anwendungen von intelligenten Textilien in Gebäuden, im Innenraum von Autos und in der Kleidung ermöglichen. Unser Ansatz ist in dieser Hinsicht ziemlich einzigartig.“

Die Forschung wurde teilweise von der Europäischen Union und UK Research and Innovation unterstützt.

Quelle:

University of Cambridge

Pixabay: INNO4COV-19 (c) Pixabay
08.12.2020

Fraunhofer FEP: INNO4COV-19 - Förderung von Innovationen zur Covid-19 Diagnose, Prävention und Überwachung

Das kürzlich gestartete und von der Europäischen Kommission geförderte 6,1-Millionen-Euro-Projekt INNO4COV-19 (Förderkennzeichen 101016203) soll die Vermarktung neuer Produkte zur Bekämpfung von COVID-19 in den nächsten zwei Jahren in ganz Europa unterstützen. Das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP trägt hierzu sein Know-how in der Sterilisation mithilfe beschleunigter Elektronen und in der augennahen Visualisierung bei.

Das kürzlich gestartete und von der Europäischen Kommission geförderte 6,1-Millionen-Euro-Projekt INNO4COV-19 (Förderkennzeichen 101016203) soll die Vermarktung neuer Produkte zur Bekämpfung von COVID-19 in den nächsten zwei Jahren in ganz Europa unterstützen. Das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP trägt hierzu sein Know-how in der Sterilisation mithilfe beschleunigter Elektronen und in der augennahen Visualisierung bei.

Im Rahmen des 6,1 Millionen Euro-Projekts INNO4COV-19 soll in den nächsten zwei Jahren die Kommerzialisierung neuer Produkte zur Bekämpfung von COVID-19 in ganz Europa unterstützt werden. Auf der Suche nach einer raschen Entwicklung von Produkten – angefangen bei Medizintechnologien bis hin zu Überwachungslösungen - wird das Projekt Innovationen zur Bekämpfung des neuen Coronavirus fördern, die Technologieführerschaft Europas und die Industrie stärken, um die Sicherheit und das Wohl der Bürger zu schützen.

Der virtuelle Auftakt des am 1. Oktober gestarteten Projekts fand vom 6. bis 7. Oktober 2020 mit Unterstützung zweier Vertreter der Europäischen Kommission statt.

Unter der Leitung des INL – International Iberian Nanotechnology Laboratory suchen die 11 Konsortialpartner nun nach effizienten und schnellen Lösungen, die gemeinsam mit den anderen aktiv beteiligten Industrie- und RTO-Partnern im Kampf gegen COVID-19 helfen können.

Ziel des Projekts INNO4COV-19 ist es, mit einer „Lab-to-Fab“-Plattform eine gemeinsame Ressourcenplattform zur Zusammenarbeit zu schaffen, auf der Unternehmen und Referenzlabors die richtigen Werkzeuge zur Entwicklung und Implementierung innovativer Technologien finden – von der ersten Ideenbewertung bis zur Markteinführung. Diese Arbeiten werden im Rahmen der Coronavirus-Initiative der Europäischen Union und in enger Zusammenarbeit mit allen dort geförderten Projekten durchgeführt, um die Markteinführungszeit erfolgversprechender Produkte zu verkürzen.

INNO4COV-19 wird bis zu 30 Testfälle und Anwendungen aus verschiedenen Bereichen unterstützen, die von der Medizintechnik über Umweltüberwachungssystemen, Sensoren, Schutz von Mitarbeitern des Gesundheitswesens bis hin zu künstlicher Intelligenz und Data Mining reichen. Um dies zu realisieren, vergibt INNO4COV-19 die Hälfte des Budgets an 30 Unternehmen, die im ersten Jahr des Projekts im Rahmen offener Aufrufe ausgewählt wurden.

Der erste Aufruf wird im November 2020 auf mehreren Plattformen veröffentlicht. Die ausgewählten Firmen erhalten jeweils bis zu 100.000 € und profitieren von der technischen, regulatorischen und geschäftlichen Expertise des INNO4COV-19-Konsortiums.

Rolle-zu-Rolle- und Elektronenstrahltechnologien zur großflächigen Sterilisation von textilen Materialien
Bei Pandemie-Ereignissen wie COVID-19, MERS, SARS oder Ebola wurde aufgrund der der plötzlichen Nachfragespitzen ein erheblicher Mangel an sterilem Material für medizinische Zwecke festgestellt. Das Fraunhofer FEP wird hierfür seine Rolle-zu-Rolle Anlagentechnik und Elektronenstrahltechnologien für die Sterilisation von Textilmaterialien auf großen Flächen in das Projekt INNO4COV-19 einbringen.

Normalerweise wird das Textilmaterial unter unsterilen Bedingungen hergestellt und muss daher vor der Auslieferung an die Verbraucher (z. B. Krankenhäuser) sterilisiert werden. Die Sterilisation auf Produkt-Level (Sterilisation der fertig hergestellten Masken) ist im Durchsatz begrenzt, da eine hohe Anzahl von einzelnen kleinen Stücken sterilisiert werden muss.

Projektleiter Dr. Steffen Guenther vom Fraunhofer FEP erläutert die Rolle und die Ziele des Instituts näher: "INNO4COV-19 wird eine Prozesskette für die Elektronenstrahl-Sterilisation von Gewebematerial in Rollenform mit hohem Durchsatz (4500 m²/h) in einer einzigen Pilotmaschine TRL 7 aufbauen und verifizieren, um eine effiziente Herstellung von sterilen Gesichtsmasken und anderen gewebebasierten Sterilprodukten zu ermöglichen, ohne dass das Endprodukt sterilisiert werden muss.“

OLED-Mikrodisplays zur Erkennung infizierter Personen
Ein weiteres Thema des Fraunhofer FEP im Rahmen von INNO4COV-19 befasst sich mit der frühestmöglichen Erkennung von infizierten Personen. Eine weit verbreitete Strategie zur Früherkennung von Personen mit Krankheitssymptomen ist das Körpertemperatur-Screening mit Wärmebildkameras.
Eine Option, um eine kontinuierliche Überwachung der Körpertemperatur zu ermöglichen, ist die Integration einer Wärmekamera in ein intelligentes, tragbares Gerät. Das Fraunhofer FEP setzt dazu seine OLED-Mikrodisplay-Technologie ein. Damit können kleine (< 3 × 2 cm²), ultradünne (< 5 mm einschließlich Steuerschaltkreis) und extrem stromsparende Geräte (< 5 mW) visuelle Informationen anzeigen. In Kombination mit einem Infrarotsensor wird eine Wärmebildkamera realisiert, die sowohl die Körpertemperatur misst als auch das Ergebnis direkt über eine augennahe Visualisierung anzeigt. Das System kann in intelligente Brillen, Kopfbedeckungen, Kappen oder persönliche Gesichtsschutzschilde eingebettet werden.

Zum Projekt:
Das Projekt wird im Rahmen des Horizon 2020 Forschungs- und Innovationsprogramms der Europäischen Union gefördert.
Förderkennzeichen: 101016203

Quelle:

Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP

EuroShop 2017 © Messe Duesseldorf / ctillmann
18.10.2016

EUROSHOP 2017 – „SCHAUFENSTERFIGUREN: ECHTE STIMMUNGSMACHER!“

  • Visuelles Marketing wird angesichts der E-Commerce-Konkurrenz für den stationären Handel wichtiger
  • Display Mannequins stehen dabei im Fokus
  • Emotionalität ist entscheidend
  • Auch Individualität und Flexibilität sind gefragt
  • Der Trend geht zu semi-abstrakten Figuren, wobei es regionale und Genre-Unterschiede gibt
  • Customized-Anteil steigt
  • Nachhaltigkeit bleibt nachhaltig Thema

 Die EuroShop zählt zu den Messen, die stets auch optisch reich an Highlights sind. Besonderen Hochgenuss bietet dabei naturgemäß die Visual Merchandising Halle, Ausstellungsort der Display Mannequins und Store Window Decorations. Im März 2017 ist es die Halle 11 des Düsseldorfer Messegeländes (statt bisher der Halle 4), die sich in eine POS-Erlebniswelt verwandeln wird. Viel Aufmerksamkeit dürfte ihr gewiss sein.

  • Visuelles Marketing wird angesichts der E-Commerce-Konkurrenz für den stationären Handel wichtiger
  • Display Mannequins stehen dabei im Fokus
  • Emotionalität ist entscheidend
  • Auch Individualität und Flexibilität sind gefragt
  • Der Trend geht zu semi-abstrakten Figuren, wobei es regionale und Genre-Unterschiede gibt
  • Customized-Anteil steigt
  • Nachhaltigkeit bleibt nachhaltig Thema

 Die EuroShop zählt zu den Messen, die stets auch optisch reich an Highlights sind. Besonderen Hochgenuss bietet dabei naturgemäß die Visual Merchandising Halle, Ausstellungsort der Display Mannequins und Store Window Decorations. Im März 2017 ist es die Halle 11 des Düsseldorfer Messegeländes (statt bisher der Halle 4), die sich in eine POS-Erlebniswelt verwandeln wird. Viel Aufmerksamkeit dürfte ihr gewiss sein. Denn angesichts der E-Commerce-Konkurrenz werden das visuelle Marketing und daraus resultierend ein emotionaler, individueller Auftritt für stationäre Einzelhändler immer wichtiger. „Das Bedürfnis der Konsumenten nach Emotionen wird das übergeordnete Thema der EuroShop werden“, ist nicht nur Andreas Gesswein überzeugt, CEO des Unternehmens Genesis Display aus Auetal.

Display Mannequins haben besonderes Potenzial, Stimmungen zu erzeugen. Nicht ohne Grund stellte der Düsseldorfer Gestalter für visuelles Marketing Domagoj Mrsic sie bei einer seiner Inszenierungen einst als „Superheroes“ dar, als Superman und Wonder Woman, Batman und Catwoman, Spiderman und Spiderwoman. Gut gemacht, sind Figuren in gewisser Weise wirklich Helden. Mit ihrem Aussehen, ihrer Haltung, Gestik und Mimik sind sie in der Lage, Schaufenstern und Instore-Dekorationen Leben einzuhauchen, als verkaufsförderndes Stimulans zu wirken oder zumindest Sympathie, Interesse und Neugier zu wecken. Wenn sie nicht gerade kopflos und abstrakt sind, geben sie Handelshäusern und Marken Profil und Gesicht. Mit der Macht ihrer Pose vermögen sie es Stellung zu beziehen, welche Zielgruppe angesprochen, welcher Modegrad und welches Preislevel bedient werden sollen. Zudem können sie, gerade wenn sie in Gruppen auftreten, dem Betrachter Geschichten erzählen. Unvergessen die Figurenserie „Ugly’s“ des niederländischen Anbieters Hans Boodt, die humorvoll Männer aus dem wahren Leben nachahmte, statt „Jungs“ mit wohlgeformten Waschbrettbäuchen abzubilden. Ein langer Schmächtiger war ebenso dabei wie ein kleiner Untersetzter, gekleidet in Liebestöter-Unterwäsche. „Die neue Generation der Mannequins wird mehr über die Marke aussagen. Sie wird dazu beitragen, mehr über die wesentlichen Werte der Brand zu kommunizieren und sie vom Wettbewerb abzusetzen“, sagt Jean-Marc Mesguich, CEO von Window France mit Sitz in Carros.

Das Angebotsspektrum der Figurenbranche ist breit: Neben Top-Model-Doubles umfasst es Plus-Size-Beautys, Europäer, Afrikaner und Asiaten, besagte Superheroes und lustige Normalos. Küssende Paare sind ebenso dabei wie Sumo-Ringer. Nach dem Motto „bloß nicht tierisch ernst“ kamen die Anbieter längst auch auf den Hund oder die Katze. Und sogar auf das Chamäleon, denn so manche Figur entpuppt sich als Verwandlungskünstler. „Cameleon“ zum Beispiel ist ein patentiertes Konzept von Window France: Hunderte von Augen und Lippen stehen zur Wahl, Wimpern lassen sich ankleben, Perücken auf- und absetzen, das Make-up variieren oder dank Magneten gleich das ganze Gesicht. Einem permanent neuen POS-Auftritt steht damit nichts im Wege. Dazu gesellen sich eine im Markt inzwischen riesige Farb- und Materialvielfalt: Oberflächen aus Samt und Gummi sind ebenso zu haben wie Metallic-Lackierungen oder Beton- und Kupfer-Optiken.

Angesichts dessen, was in den letzten Jahren alles präsentiert wurde, fragt man sich, was jetzt noch Neues kommen kann. Wobei das Gros von Modehandel und Markenindustrie schon die vorhandenen Möglichkeiten zuletzt nicht annähernd ausreizte. In den vergangenen Jahren wurden vor allem abstrakte Figuren nachgefragt. „Sie sind vielseitig einsetzbar und einfach zu handhaben, da zum Beispiel keine Perücken und kein Make-up gestylt werden müssen“, kennt Andreas Gesswein (Genesis Display) die Gründe und ergänzt: „Leichter zu kopieren sind sie allerdings auch und damit in jedem Preissegment erhältlich.“ In der Praxis geht Effizienz mitunter erkennbar vor Emotion. „Doch wenn Stores sich in ihrer Darstellung nicht unterscheiden, reizt es auch nicht, sie zu betreten“, macht Jean-Marc Mesguich deutlich (Window France). Und zur EuroShop 2017? Window France jedenfalls wird weit mehr als „aufregende Variationen des abstrakten Themas bereithalten“.

Es wird wieder Gesicht gezeigt

Fakt ist: Wie die Mode, die sie zur Schau tragen, unterliegen Display Figuren Trends. Ausgelöst durch den Wunsch nach mehr Differenzierung und Ausdruck nehmen die Branchenvertreter inzwischen eine Entwicklung hin zu semi-abstrakten Figuren wahr. „Es wird zumindest wieder ein Gesicht angedeutet. Die Figuren sind weniger neutral. Es wird erkennbar: Man möchte wieder ein Statement setzen und sich bekennen. Die Entwicklung geht hin zu mehr Profil und einer klareren Zielgruppenansprache“, berichtet Cornel Klugmann, Country-Manager der D-A-CH-Region bei Hans Boodt aus dem niederländischen Zwijndrecht. Monica Ceruti, zuständig für PR & Communication bei Almax aus Mariano Comense/Italien, stimmt zu: „Zwar ist die Nachfrage nach abstrakten Figuren nach wie vor hoch, doch die Tendenz geht eindeutig in Richtung stärkerer realistischer Züge. Dazu gehören Details wie die Applikation von Wimpern oder Perücken. Auch dynamische Posen werden wieder populärer.“ Andreas Gesswein (Genesis Display) bemerkt: „Insbesondere in der Luxusbranche ist eine verstärkte Nachfrage nach realistischeren Figuren mit Gesicht und emotionalem Ausdruck zu verzeichnen, wodurch sich die Marken wieder von der Masse abheben wollen.“ Ein Trend, den Jean-Marc Mesguich bestätigt: „Die Haute-Couture-Marken haben die Eierköpfe längst verbannt und gegen etwas ausgetauscht, das mehr Wirkung hat und dafür sorgt, dass die Menschen über die Brand sprechen.“ Er fügt hinzu: „Die zunehmende Entwicklung, Mode online anzusehen pusht den Einzelhandel und die Marken, attraktivere Fenster zu gestalten und ihre Displays regelmäßiger auszutauschen.“

Die Zeit der konturlosen „Eierköppe“ scheint also vorbei. Und darüber hinaus? „Die Anmutung wird wertiger. Weiß und Grau lösen dunklere Töne ab, glossy ersetzt matt und es sind anspruchsvolle Looks mit mehr Ausstrahlung gefragt“, so Cornel Klugmann (Hans Boodt). Monica Ceruti (Almax) sieht überdies viel Potenzial für „handhandcrafted Looks“. Dazu gehören Büsten mit oder ohne Arme, bei denen die Materialien zwischen den einzelnen Bestandteilen, wie Podest, Torso oder Kopf, variieren und Holz- sowie metallische Oberflächen den Ton angeben. Sabrina Ciofi aus dem Design Office von La Rosa aus Palazzolo Milanese/Italien fasst die „großen Zukunftsthemen“ so zusammen: „Gefragt sind hohe Produktqualität, richtiger Preis, maximaler Kundenservice und hohe Produkt-Flexibilität beziehungsweise Vielseitigkeit.“ Eine Aussage, die länderübergreifend Gültigkeit haben dürfte. Ansonsten sagt sie trotz aller Globalisierung: „Es gibt so viele Trends, wie es Märkte gibt.“ Monica Ceruti (Almax) konkretisiert: „In Europa und den USA sind die Unterschiede nicht gravierend. Im Mittleren Osten hingegen sind aus religiösen und kulturellen Gründen zum Beispiel weiterhin Figuren ohne realistische Züge gefragt, das gilt insbesondere für die weiblichen Display Mannequins.“

Individueller wird günstiger

Generell steigt der Anteil der Customized Figuren, berichten die Produzenten. Diese Display Mannequins werden ganz nach Kundenwunsch individuell gestaltet und exklusiv gefertigt. Auf diese Weise können sich Handelsunternehmen und Marken sichtbar vom Wettbewerb differenzieren und konsequent ihrer CI folgen. Bei Hans Boodt zum Beispiel liegt der Customized-Anteil, so heißt es, bei mittlerweile 75 Prozent. Und er dürfte dank kostensenkender Prozessoptimierung weiter steigen. Die Niederländer haben, ebenso wie auch Window France,  die 3D-Drucktechnologie für sich und ihre Kunden entdeckt. Wurden Prototypen bis dato aufwändig von Bildhauern aus Ton modelliert, so werden diese nun zeit- und kostensparend „gedruckt“. „Das Verfahren ist zugleich noch detailgetreuer und lebensechter als zuvor“, ist Cornel Klugmann (Hans Boodt) begeistert. Grafikdesigner kreieren am Bildschirm die gewünschten Figuren, variabel lassen sich dabei die Details konfigurieren, dann werden die Dateien an den Drucker übergeben, der sie 1:1 in die Tat umsetzt. „Wir können deutlich schneller auf Trends reagieren und letztlich auch mehr neue Kollektionen pro Jahr kreieren“, fügt Klugmann weitere Vorteile an. Jean-Marc Mesguich (Window France) ergänzt: „Dank 3D können wir Mannequins kreieren, die wirklich präzise mit dem Image jeder einzelnen Marke korrespondieren, um zugleich perfekt im Gleichklang mit dem Publikum zu sein. Das ist eine bedeutende Evolution in der Rolle, die Figuren spielen.“

Neben der Prozessoptimierung bleibt Nachhaltigkeit nachhaltig wichtig für die Branche. „Die Modebranche ist inzwischen sehr sensibilisiert, was dieses Thema angeht und es ist wichtig, dass auch ihre Zulieferer entsprechende Kriterien einhalten“, ist Monica Ceruti (Almax) über zeugt. Ähnlich sehen es die anderen befragten Marktteilnehmer. Aus Sicht von La Rosa, deren Mannequins ausnahmslos in Italien designt und produziert werden, ist Nachhaltigkeit ein Qualitäts-Bestandteil. Die Italiener haben nach eigenen Angaben den gesamten Lebenszyklus ihrer Figuren analysiert, um den ökologischen Fußabdruck zu minimieren. Nahezu die Hälfte des Polystyrols, das sie zur Produktion einsetzen, sei inzwischen recycelt, wodurch u.a. in erheblichem Umfang Rohöl und Kohlendioxid-Emissionen eingespart würden. La Rosa nimmt seine Produkte zudem nach dem Gebrauch zurück und führt sie dem Materialkreislauf wieder zu. Der Produktionsbetrieb arbeite zudem zum Beispiel mit einem CO2-Abscheider, die Kühltürme nutzen Brauchwasser, Energie liefert der eigene Photovoltaik-Park. Andreas Gesswein (Genesis Display) betont ebenfalls die Bedeutung der Thematik: „Unsere Kunden bauen auf Vertrauen, Ehrlichkeit und partnerschaftliche Zusammenarbeit. Da gehört es sich, bei der Nachhaltigkeit Nachweise zu erbringen und nicht nur die Werbetexte von anderen abzuschreiben. In Zusammenarbeit mit Dupont Tate and Lyle BioProducts haben wir den Anteil an Biomasse in unseren Figuren in den letzten Jahren noch weiter erhöht, genauso wie wir alle Materialien, Verpackungen und Transportwege ständig auf Nachhaltigkeit prüfen, verbessern und ausbauen.“ Einen interessanten Weg beschreitet auch Hans Boodt. Das Unternehmen prüft aktuell, ob sich nicht auch Ocean Plastic, also der Plastikmüll der Weltmeere, als Produktionsrohstoff einsetzen lässt.

Die EuroShop als Zukunftschance

Der Markt der Display Figuren ist und bleibt kräftig in Bewegung – auf Angebots- und Nachfrageseite. „Es gibt die Kunden, die ihre Figuren günstig über das Internet beziehen und jene, die an Top-Qualität, professioneller Beratung und ganzheitlichen Visual-Merchandising-Konzepten interessiert sind“, erläutern Andreas Gesswein (Genesis Display) und Cornel Klugmann (Hans Boodt). Wem sie mehr Erfolg zutrauen, dürfte klar sein. Andreas Gesswein: „Die Herausforderungen sind enorm. Gerade das Jahr 2016 hat dem Modehandel sehr viel abverlangt, auch in Asien und den USA. Die Unternehmen stehen vor einem veränderten Markt und Käuferverhalten. Die EuroShop 2017 wird daher vielleicht eine der wichtigsten seit ihrer Gründung sein.“ Jean-Marc Mesguich, (Window France) betont: „Ich denke, dass es elementar wichtig ist, auf der EuroShop präsent zu sein. Für beide: Aussteller und Kunden. Beiden Parteien bietet die Plattform eine verlässliche Möglichkeit, Sichtweisen auszutauschen und sie unterstützt dabei, gemeinsam den Weg vorwärts zu beschreiten. Wir sind aktuell an einem Wendepunkt im Markt, daher bekommt dies für jeden von uns einen nochmals höheren Stellenwert.“ Auch Cornel Klugmann legt den Vertretern des Handels einen Messebesuch nahe: „Unsere Innovationskraft ist die Chance für die Zukunft.“
 
Die EuroShop 2017 ist für Fachbesucher von Sonntag, 05. März 2017, bis Donnerstag, 09. März 2017, täglich von 10.00 bis 18.00 Uhr geöffnet. Die Tageskarte kostet 70,- Euro (50,-- Euro im Online-Vorverkauf (e-Ticket),  die 2-Tageskarte 90,-- Euro (70,-- Euro im OVV) und die Dauerkarte 150,-- Euro (130,-- Euro im OVV). Die Eintrittskarten beinhalten die kostenlose Hin- und Rückfahrt zur EuroShop mit VRR-Verkehrsmitteln (Verkehrsverbund-Rhein-Ruhr).