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Eine neue Strategie zur Verstärkung von Polymermaterialien könnte zu haltbareren Kunststoffen führen und Plastikmüll reduzieren, berichten Forscher des MIT und der Duke University. Bild: David W. Kastner
12.08.2025

KI hilft widerstandsfähigerer Kunststoffe zu entwickeln

Forscher haben Polymere entwickelt, die widerstandsfähiger gegen Risse sind, indem sie auf Belastungen reagierende Moleküle einbauten, die durch ein maschinelles Lernmodell identifiziert wurden.

Eine neue Strategie zur Verstärkung von Polymerwerkstoffen könnte laut Forschern des MIT und der Duke University zu haltbareren Kunststoffen führen und Plastikmüll reduzieren.

Mithilfe von maschinellem Lernen identifizierten die Forscher Vernetzungsmoleküle, die Polymermaterialien zugesetzt werden können, damit diese einer höheren Kraft standhalten, bevor sie reißen. Diese Vernetzungsmittel gehören zu einer Klasse von Molekülen, die als Mechanophoren bekannt sind und ihre Form oder andere Eigenschaften als Reaktion auf mechanische Kraft verändern.

Forscher haben Polymere entwickelt, die widerstandsfähiger gegen Risse sind, indem sie auf Belastungen reagierende Moleküle einbauten, die durch ein maschinelles Lernmodell identifiziert wurden.

Eine neue Strategie zur Verstärkung von Polymerwerkstoffen könnte laut Forschern des MIT und der Duke University zu haltbareren Kunststoffen führen und Plastikmüll reduzieren.

Mithilfe von maschinellem Lernen identifizierten die Forscher Vernetzungsmoleküle, die Polymermaterialien zugesetzt werden können, damit diese einer höheren Kraft standhalten, bevor sie reißen. Diese Vernetzungsmittel gehören zu einer Klasse von Molekülen, die als Mechanophoren bekannt sind und ihre Form oder andere Eigenschaften als Reaktion auf mechanische Kraft verändern.

„Diese Moleküle können für die Herstellung von Polymeren nützlich sein, die widerstandsfähiger gegenüber Krafteinwirkung sind. Wenn man sie einer Belastung aussetzt, brechen oder reißen sie nicht, sondern zeigen stattdessen eine höhere Elastizität“, sagt Heather Kulik, Lammot du Pont-Professorin für Chemieingenieurwesen am MIT, die gleichzeitig Professorin für Chemie und leitende Autorin der Studie ist.

Die im Rahmen dieser Studie von den Forschern identifizierten Querverbindungen sind eisenhaltige Verbindungen, die als Ferrocen-Verbindungen bekannt sind und deren Potenzial als Mechanophoren bislang noch nicht umfassend untersucht worden war. Die experimentelle Bewertung eines einzelnen Mechanophoren kann Wochen dauern, doch die Forscher zeigten, dass sie diesen Prozess mithilfe eines maschinellen Lernmodells erheblich beschleunigen konnten.

Ilia Kevlishvili, Postdoktorand am MIT, ist der Hauptautor der Open-Access-Veröffentlichung, die in ACS Central Science erschienen ist. Weitere Autoren sind Jafer Vakil, Doktorand an der Duke University, David Kastner und Xiao Huang, beide Doktoranden am MIT, sowie Stephen Craig, Professor für Chemie an der Duke University.

Das schwächste Glied
Mechanophoren sind Moleküle, die auf einzigartige Weise auf Krafteinwirkung reagieren, typischerweise durch Veränderung ihrer Farbe, Struktur oder anderer Eigenschaften. In der neuen Studie wollten die Forscherteams des MIT und der Duke University untersuchen, ob sie dazu beitragen können, Polymere widerstandsfähiger gegen Beschädigungen zu machen.

Die neue Arbeit baut auf einer Studie aus dem Jahr 2023 von Craig und Jeremiah Johnson, dem A. Thomas Guertin-Professor für Chemie am MIT, und ihren Kollegen auf. In dieser Arbeit fanden die Forscher überraschenderweise heraus, dass die Einbindung schwacher Querverbindungen in ein Polymernetzwerk das Material insgesamt stärker machen kann. Wenn Materialien mit diesen schwachen Querverbindungen bis zum Bruchpunkt gedehnt werden, versuchen sich die sich durch das Material ausbreitenden Risse den stärkeren Bindungen zu entziehen und stattdessen die schwächeren Bindungen zu durchbrechen. Das bedeutet, dass der Riss mehr Bindungen aufbrechen muss, als wenn alle Bindungen die gleiche Stärke hätten.

Um neue Wege zu finden, dieses Phänomen zu nutzen, schlossen sich Craig und Kulik zusammen, um Mechanophoren zu identifizieren, die als schwache Vernetzer eingesetzt werden könnten.

„Wir hatten diese neue mechanistische Erkenntnis und Möglichkeit, aber damit war auch eine große Herausforderung verbunden: Wie können wir aus allen möglichen Zusammensetzungen von Materie diejenigen mit dem größten Potenzial herausfiltern?“, sagt Craig. „Heather und Ilia gebührt große Anerkennung dafür, dass sie diese Herausforderung erkannt und einen Ansatz entwickelt haben, um sie zu bewältigen.“

Die Entdeckung und Charakterisierung von Mechanophoren ist eine anspruchsvolle Aufgabe, die entweder zeitaufwändige Experimente oder rechenintensive Simulationen molekularer Wechselwirkungen erfordert. Die meisten bekannten Mechanophoren sind organische Verbindungen, wie beispielsweise Cyclobutan, das in der Studie von 2023 als Crosslinker verwendet wurde.

In der neuen Studie wollten sich die Forscher auf Moleküle konzentrieren, die als Ferrocen bekannt sind und von denen man annimmt, dass sie als Mechanophoren eingesetzt werden können. Ferrocen sind organometallische Verbindungen, bei denen ein Eisenatom zwischen zwei Kohlenstoffringen eingebettet ist. Diese Ringe können mit verschiedenen chemischen Gruppen versehen werden, wodurch sich ihre chemischen und mechanischen Eigenschaften verändern.

Viele Ferrocenverbindungen werden als Arzneimittel oder Katalysatoren verwendet, und einige wenige sind als gute Mechanophoren bekannt, aber die meisten wurden noch nicht für diesen Zweck evaluiert. Experimentelle Tests an einem einzelnen potenziellen Mechanophor können mehrere Wochen dauern, und Computersimulationen sind zwar schneller, nehmen aber dennoch einige Tage in Anspruch. Die Bewertung Tausender Kandidaten mit diesen Strategien ist eine gewaltige Aufgabe.

Da das Team des MIT und der Duke University erkannte, dass ein maschineller Lernansatz die Charakterisierung dieser Moleküle erheblich beschleunigen könnte, entschied es sich für den Einsatz eines neuronalen Netzwerks, um Ferrocenverbindungen zu identifizieren, die als vielversprechende Mechanophoren in Frage kommen könnten.
Sie begannen mit Informationen aus einer Datenbank mit dem Titel „Cambridge Structural Database“, die die Strukturen von 5.000 verschiedenen bereits synthetisierten Ferrocenverbindungen enthält.

„Wir wussten, dass wir uns zumindest aus Sicht des Mechanophors selbst keine Gedanken über die Frage der Synthetisierbarkeit machen mussten. Das ermöglichte es uns, einen wirklich großen Raum mit einer großen chemischen Vielfalt zu wählen, der auch synthetisch realisierbar sein würde“, sagt Kevlishvili.

Zunächst führten die Forscher Computersimulationen für etwa 400 dieser Verbindungen durch, um zu berechnen, wie viel Kraft erforderlich ist, um die Atome innerhalb jedes Moleküls auseinanderzuziehen. Für diese Anwendung suchten sie nach Molekülen, die sich schnell aufspalten, da diese schwachen Verbindungen Polymermaterialien widerstandsfähiger gegen Risse machen könnten.

Anschließend verwendeten sie diese Daten zusammen mit Informationen über die Struktur jeder Verbindung, um ein maschinelles Lernmodell zu trainieren. Dieses Modell war in der Lage, die Kraft vorherzusagen, die zur Aktivierung des Mechanophors erforderlich ist, was wiederum den Widerstand gegen Reißen beeinflusst, und zwar für die verbleibenden 4.500 Verbindungen in der Datenbank sowie für weitere 7.000 Verbindungen, die denen in der Datenbank ähnlich sind, aber einige zusätzliche Atome aufweisen.
Die Forscher entdeckten zwei Hauptmerkmale, die wahrscheinlich die Reißfestigkeit erhöhen. Eines davon war die Wechselwirkung zwischen den chemischen Gruppen, die an die Ferrocenringe gebunden sind. Darüber hinaus führte das Vorhandensein großer, sperriger Moleküle, die an beide Ringe des Ferrocen gebunden sind, dazu, dass das Molekül bei Einwirkung von Kräften eher auseinanderbrach.

Während die erste dieser Eigenschaften nicht überraschend war, war die zweite Eigenschaft etwas, das ein Chemiker nicht im Voraus hätte vorhersagen können und das ohne KI nicht entdeckt worden wäre, sagen die Forscher. „Das war wirklich überraschend“, sagt Kulik.

Härtere Kunststoffe
Nachdem die Forscher etwa 100 vielversprechende Kandidaten identifiziert hatten, synthetisierte Craigs Labor an der Duke University ein Polymermaterial, das einen davon enthält, bekannt als m-TMS-Fc. Innerhalb des Materials fungiert m-TMS-Fc als Vernetzer, der die Polymerstränge verbindet, aus denen Polyacrylat, eine Art Kunststoff, besteht.

Durch Ausübung von Kraft auf jedes Polymer, bis es riss, stellten die Forscher fest, dass der schwache m-TMS-Fc-Linker ein starkes, reißfestes Polymer erzeugte. Dieses Polymer erwies sich als etwa viermal widerstandsfähiger als Polymere, die mit Standard-Ferrocen als Vernetzer hergestellt wurden.

„Das hat wirklich große Auswirkungen, denn wenn wir an all die Kunststoffe denken, die wir verwenden, und an die Anhäufung von Kunststoffabfällen, bedeutet eine höhere Widerstandsfähigkeit der Materialien, dass ihre Lebensdauer länger ist. Sie können länger verwendet werden, was langfristig zu einer Verringerung der Kunststoffproduktion führen könnte“, sagt Kevlishvili.

Die Forscher hoffen nun, mit ihrem maschinellen Lernansatz Mechanophoren mit anderen wünschenswerten Eigenschaften identifizieren zu können, beispielsweise der Fähigkeit, ihre Farbe zu ändern oder als Reaktion auf Krafteinwirkung katalytisch aktiv zu werden. Solche Materialien könnten als Spannungssensoren oder schaltbare Katalysatoren eingesetzt werden und wären auch für biomedizinische Anwendungen wie die Verabreichung von Medikamenten nützlich.

In diesen Studien wollen sich die Forscher auf Ferrocen und andere metallhaltige Mechanophore konzentrieren, die bereits synthetisiert wurden, deren Eigenschaften jedoch noch nicht vollständig verstanden sind.

„Mechanophoren aus Übergangsmetallen sind relativ wenig erforscht und wahrscheinlich etwas schwieriger herzustellen“, sagt Kulik. „Dieser rechnergestützte Arbeitsablauf kann allgemein genutzt werden, um den Bereich der Mechanophoren, die bisher untersucht wurden, zu erweitern.“

Die Forschung wurde vom National Science Foundation Center for the Chemistry of Molecularly Optimized Networks (MONET) finanziert.

Quelle:

Quelle: Anne Trafton | MIT News 

Ringgarn 70730 CO/Kendyr 30 tex (Nm 34) Foto Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. (STFI)
06.08.2025

Kendyr als klimafreundliche Alternative zu Baumwolle

In vielen trockenen Regionen der Welt, insbesondere in Zentralasien, führt die jahrzehntelange Bewässerung von Baumwollfeldern zunehmend zu einer Versalzung der Böden – mit gravierenden Folgen für die Bodenfruchtbarkeit und damit die Zukunft des Baumwollanbaus. Diese Entwicklung gefährdet langfristig die weltweite Rohstoffversorgung der Textilindustrie. Eine internationale Forschungskooperation mit Beteiligung des Sächsischen Textilforschungsinstituts e.V. (STFI) hat deshalb das Potenzial alternativer Rohstoffpflanzen, speziell des Kendyrs, untersucht. Ziel war es, zu klären, ob versalzte Ackerflächen in Zentralasien durch angepasste Pflanzenarten wieder landwirtschaftlich nutzbar gemacht und so neue textile Wertschöpfungsketten aufgebaut werden können. 

In vielen trockenen Regionen der Welt, insbesondere in Zentralasien, führt die jahrzehntelange Bewässerung von Baumwollfeldern zunehmend zu einer Versalzung der Böden – mit gravierenden Folgen für die Bodenfruchtbarkeit und damit die Zukunft des Baumwollanbaus. Diese Entwicklung gefährdet langfristig die weltweite Rohstoffversorgung der Textilindustrie. Eine internationale Forschungskooperation mit Beteiligung des Sächsischen Textilforschungsinstituts e.V. (STFI) hat deshalb das Potenzial alternativer Rohstoffpflanzen, speziell des Kendyrs, untersucht. Ziel war es, zu klären, ob versalzte Ackerflächen in Zentralasien durch angepasste Pflanzenarten wieder landwirtschaftlich nutzbar gemacht und so neue textile Wertschöpfungsketten aufgebaut werden können. 

Worin lag die Motivation?
Der in Zentralasien seit mehr als 70 Jahren etablierte Baumwollanbau hat zu teilweise weitreichenden negativen Auswirkungen auf die natürlichen Produktionsgrundlagen in der Region geführt. Die zunehmenden Auswirkungen des Klimawandels erfordern die Suche nach Alternativen für die Rohstoffversorgung der Textilindustrie. Im Vorhaben wurden Optionen für den ertragsorientierten Anbau von Kendyr auf ehemaligen Baumwollstandorten sowie die Gewinnung von textil verarbeitbaren Faserqualitäten untersucht. Ziel war die Entwicklung einer Prozesskette für die Erzeugung hochfeiner textiler Fasern als Äquivalent für regional erzeugte und verarbeitete Baumwolle. 

Welcher Lösungsweg wurde gegangen und welche Ergebnisse liegen vor? 
Zur Verfahrensentwicklung stand im Projektzeitraum ausschließlich Kendyrstroh aus Wildsammlung zur Verfügung. Die Stängel wurden vor Ort geerntet, sortiert und in Deutschland mechanisch aufgeschlossen. Die verbliebenen Schäben wurden nahezu vollständig entfernt, die Faserbündelstruktur bis auf 90 dtex aufgeschlossen. Die Faserlänge wurde auf Baumwollstapel eingekürzt.  

Um die Faserbündel weiter zu verfeinern, war ein Nassaufschluss notwendig. Damit wurde die Faserfeinheit auf 40 dtex halbiert. Mit der anschließenden Kardierung konnte sie nochmals auf 5,6 dtex reduziert werden. Damit kommt die Kendyrfaser bzgl. der erzielten Faserfeinheit abseits von Hanffasern chinesischer Herkunft von allen in Deutschland regional verfügbaren Bastfasertypen der Baumwolle am nächsten. Ähnlich farbig gewachsener Baumwolle weist sie eine einmalige, leicht rostrote Eigenfarbe auf. 
Die Faser wurde im Produktionsmaßstab in Mischung mit 70 % Baumwolle zu einem Ringgarn 30 tex (Nm 34) prozesstechnisch stabil versponnen und als leichte Maschenware verstrickt (110-140 g/m²). 

Kooperationspartner 

  • Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg 
  • Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie 
  • HANFFASER Uckermark eG 
  • hessnatur stiftung -     Sachsen-Leinen e.V. 
  • Internationale Partner aus Zentralasien 
Nachtflug Foto Danilo Bueno, Pixabay
30.07.2025

Composites Germany legt Ergebnisse der 25. Markterhebung vor

Zum 25. Mal hat Composites Germany aktuelle Kennzahlen zum Markt für faserverstärkte Kunststoffe erhoben. Befragt wurden alle Mitgliedsunternehmen der Trägerverbände von Composites Germany: AVK und Composites United sowie des assoziierten Partners VDMA. 

Um die problemlose Vergleichbarkeit der unterschiedlichen Erhebungen zu gewährleisten, wurden auch in diesem Halbjahr keine grundlegenden Änderungen bei der Befragung durchgeführt. Erhoben wurden erneut überwiegend qualitative Daten in Bezug auf die aktuelle und zukünftige Marktentwicklung.

Zum 25. Mal hat Composites Germany aktuelle Kennzahlen zum Markt für faserverstärkte Kunststoffe erhoben. Befragt wurden alle Mitgliedsunternehmen der Trägerverbände von Composites Germany: AVK und Composites United sowie des assoziierten Partners VDMA. 

Um die problemlose Vergleichbarkeit der unterschiedlichen Erhebungen zu gewährleisten, wurden auch in diesem Halbjahr keine grundlegenden Änderungen bei der Befragung durchgeführt. Erhoben wurden erneut überwiegend qualitative Daten in Bezug auf die aktuelle und zukünftige Marktentwicklung.

Leichte Verbesserung der Bewertung der aktuellen Geschäftslage
Erstmals seit der Erhebung im ersten Halbjahr 2022 kann in der aktuellen Composites-Markterhe-bung eine Trendumkehr festgestellt werden.      
Die Bewertung der aktuellen generellen Geschäftslage dreht ins Positive. Die Bewertung der generellen Geschäftslage bleibt dabei etwas optimistischer als diejenige für die eigenen Unternehmen, die sich aber ebenfalls leicht aufhellt.

Auffällig ist, dass in der aktuellen Erhebung die Einschätzung der generellen Marktsituation für Deutschland und Europa tendenziell optimistischer ist als für die Situation weltweit. Noch deutlicher wird dies bei der Bewertung des eigenen Unternehmens. Hier zeigen sich für Deutschland und Europa positive Einschätzungen, wobei die weltweite Lage kritisch beurteilt wird.  Ob sich hier ein genereller Trend abzeichnet oder es sich um eine Momentaufnahme im sonst eher negativen Marktumfeld handelt, muss sich zeigen.
           
Übersehen werden sollte in diesem Kontext nicht, dass die sich nun zeigenden positiven Impulse von einer sehr negativen Bewertung ausgehen. Dennoch ist ein entsprechend aufkeimender Optimismus in den Zahlen deutlich erkennbar.

Vor dem Hintergrund eines in Europa deutlich rückläufigen Marktvolumens der Composites-Industrie in 2024, einer starken Zunahme des Konkurrenzdrucks vor allem aus Asien sowie einer weiterhin eher schwächelnden Weltkonjunktur und Problemen in den beiden zentralen Anwendungsindustrien Transport sowie Bau-/Infrastruktur, ist die vorliegende positive Einschätzung eher überraschend. Es scheint, dass es dem überwiegenden Teil der beteiligten Unternehmen gelungen ist, die eigene Marktposition vor allem in Deutschland und Europa zu festigen. 

Die kritische Bewertung der weltweiten Situation dürfte vor allem auf die sehr sprunghafte, oftmals exportschädigende Politik in den USA zurückzuführen sein sowie auf ein nach wie vor angespanntes weltpolitisches Klima. Die derzeitige schwache Marktsituation, vor allem im Transportbereich in Asien, untermauert die hier negativen Einschätzungen. 

Die derzeit generell positive Bewertung der aktuellen Situation scheint auch getragen zu sein von steigenden Erwartungen an die zukünftige Marktentwicklung, die nochmals positiver ausfällt als die Bewertung der derzeitigen Situation.

Zukunftserwartungen zeigen positive Tendenzen 
Die oben angesprochenen positiven Effekte zeigen sich bei den Annahmen zur zukünftigen generellen Marktentwicklung recht deutlich. Sowohl für Deutschland als auch für Europa zeigt sich ein positiver Trend, wobei das niedrige Niveau der Vorerhebungen auch hier nicht übersehen werden darf. Die Unternehmen schauen aber generell optimistischer als bei den letzten Befragungen in die Zukunft.
      
Die generell etwas optimistischere Einschätzung zeigt sich auch bei den Erwartungen an die eigene Geschäftslage. Fast ein Drittel der Befragten geht von einer Verbesserung der eigenen Situation in Europa aus. Lediglich 8 % der Befragten nehmen an, dass sich die Situation weiter verschlechtert. Etwas niedriger sehen die Werte für Deutschland aus. Etwa ein Viertel der Befragten glaubt hier an eine positive Entwicklung, wohingegen 9 % eine weitere Verschlechterung erwarten. Weltweit sinkt der Anteil derjenigen mit einer positiven Zukunftserwartung auf 20 %.

Investitionsklima hellt sich auf
Die aktuell etwas optimistischere Bewertung der wirtschaftlichen Situation wirkt sich auch auf das Investitionsklima aus. Es zeigen sich sowohl hinsichtlich der Personalplanung als auch hinsichtlich der geplanten Maschinen-/Anlageninvestitionen leicht positive Verschiebungen.

Der Anteil der Befragten, die Maschineninvestitionen für wahrscheinlich halten oder planen, nimmt von 42 % (Befragung 1. HJ 2025) auf 50 % zu, wobei der Anteil derjenigen, die bereits konkrete Investitionen planen, leicht rückläufig ist. (Vgl. Abb. 4). Auch hier zeigt sich eine optimistische Grundtendenz, bei einer noch eher abwartenden Haltung. Dies unterstreicht die Einschätzung, dass noch abzuwarten ist, ob es sich bei der derzeitigen Entwicklung um eine generelle Trendumkehr oder nur um ein kurzes optimistisches Aufflackern handelt.
 
Ein vergleichbares Bild zeigt sich bei der Personalplanung. Nachdem in der letzten Befragung noch 19 % der Teilnehmenden von einem Anstieg der Personalkapazität ausgegangen waren (Befragung 1/2025), so liegt dieser Wert aktuell bei 15 %. Demgegenüber steht aber auch ein Rückgang derjenigen, die einen Personalabbau für wahrscheinlich halten von 29 % auf 27%.

Erwartungen an Anwendungsindustrien unterschiedlich
Der Composites-Markt ist durch eine starke Heterogenität sowohl material- als auch anwendungsseitig gekennzeichnet. In der Befragung wurden die Teilnehmenden gebeten, ihre Einschätzung hinsichtlich der Marktentwicklung unterschiedlicher Kernbereiche zu geben. 

Die Erwartungen zeigen sich äußerst verschieden. Der wichtigste Anwendungsbereich für Composites ist die Mobilität. Dieser Bereich befindet sich derzeit in starken Umbrüchen bzw. steckt in Europa und Deutschland in einer massiven Krise. Dies zeigt sich auch in der Befragung deutlich. Wachstum wird vor allem im Bereich Luftfahrt sowie Bau-/Infrastruktur erwartet, obwohl sich auch der Baubereich in Deutschland nach wie vor in einer schwierigen Situation befindet. Für 2025 erwarten die Experten derzeit allenfalls ein geringes Wachstum. Erst für 2026 wird wieder von einer deutlichen Belebung ausgegangen. Auch für Europa zeigt sich ein vergleichbares Bild. 

Wachstumstreiber mit leichten Bewegungen 
Bei den Wachstumsimpulsen zeigt sich in der aktuellen Befragung leichte Bewegung. Hinsichtlich ihrer Einschätzung, aus welchen Bereichen zukünftig die maßgeblichen Wachstumsimpulse für die Composites-Industrie kommen werden, konnte CFK leicht zulegen. GFK als zweitstärkste Materialgruppe ist hingegen leicht rückläufig. 
Regional kommt es zu einer leichten Verschiebung. Die wesentlichen Wachstumsimpulse werden aus Asien und Europa erwartet. Die Bedeutung Nordamerikas als Wachstumstreiber geht deutlich zurück, wohingegen Deutschland als mögliche Wachstumsregion stärkeren Zuspruch erhält.

Composites-Index dreht ins Positive 
Wie bereits im laufenden Text angedeutet, dreht der Composites-Index erstmals seit 2022 weitgehend ins Positive. Lediglich die Bewertung der eigenen derzeitigen Geschäftslage über alle Regionen bleibt noch verhalten.
 
Es bleibt abzuwarten, ob es gelingen wird, auf die derzeit optimistischere Grundstimmung aufzubauen. Politisch werden derzeit zahlreiche Maßnahmen zur Stärkung der deutschen/europäischen Wirtschaft unternommen. Hier müssen dann aber (Finanzierungs-)Ideen und Vorhaben auch in die Umsetzung kommen. Vor allem der Bau-/Infrastrukturbereich könnte maßgebliche Impulse durch das deutsche Wachstumspaket erhalten. Nur gemeinsam wird es möglich sein, den Wirtschafts-/Industriestandort Deutschland zu erhalten und erneut zu stärken. Für Composites als Materialgruppe generell zeigen sich, aufgrund des speziellen Eigenschaftsportfolios, nach wie vor sehr gute Chancen zum Ausbau der Marktposition in neuen, aber auch bestehenden Märkten. Die Abhängigkeit von gesamtwirtschaftlichen Entwicklungen jedoch bleibt bestehen.

Es gilt nun über Innovationen neue Marktfelder zu erschließen, Chancen konsequent zu nutzen und gemeinsam daran zu arbeiten, Composites weiter in bestehenden Märkten zu implementieren. Dies kann gemeinsam oftmals besser gelingen als allein. Composites Germany bietet mit seinem Netzwerk vielfältige Möglichkeiten. 
Die nächste Composites-Markterhebung erscheint im Januar 2026.

Quelle:

Composites Germany

Out of the 19kg, 8kg consisted of clothing, 7kg was household textiles and 4kg was footwear. Grafik European Environment Agency
24.07.2025

EU: Konsum von Bekleidung, Schuhen und anderen Textilien erreicht neuen Rekordwert

Die Europäer kaufen und entsorgen mehr Kleidung, Schuhe und andere Textilien als je zuvor, was laut einem im ersten Halbjahr 2025 veröffentlichten Bericht der Europäischen Umweltagentur (EEA) zu einer zunehmenden Belastung für unser Klima und unsere Umwelt führt. Die aktualisierten Verbrauchsdaten unterstreichen die Notwendigkeit, dass Politik, Industrie und Verbraucher ihren Beitrag leisten müssen, um Europa dabei zu unterstützen, sich vom Fast-Fashion-Trend zu lösen und stattdessen bessere, langlebigere Textilien herzustellen, die wiederverwendet, repariert und recycelt werden können.
 

Die Europäer kaufen und entsorgen mehr Kleidung, Schuhe und andere Textilien als je zuvor, was laut einem im ersten Halbjahr 2025 veröffentlichten Bericht der Europäischen Umweltagentur (EEA) zu einer zunehmenden Belastung für unser Klima und unsere Umwelt führt. Die aktualisierten Verbrauchsdaten unterstreichen die Notwendigkeit, dass Politik, Industrie und Verbraucher ihren Beitrag leisten müssen, um Europa dabei zu unterstützen, sich vom Fast-Fashion-Trend zu lösen und stattdessen bessere, langlebigere Textilien herzustellen, die wiederverwendet, repariert und recycelt werden können.
 
Der durchschnittliche EU-Bürger kaufte im Jahr 2022 19 Kilogramm (kg) Kleidung, Schuhe und Heimtextilien – gegenüber 17 kg im Jahr 2019. Das reicht laut dem EEA-Briefing „Circularity of the EU textiles value chain in numbers“ (Kreislaufwirtschaft in der EU-Textilwertschöpfungskette in Zahlen) aus, um pro Person und Jahr einen großen Koffer zu füllen. Die Bewertung analysiert die neuesten verfügbaren Daten zur Kreislaufwirtschaft in der Textilwertschöpfungskette der EU.
 
Die Auswirkungen unseres derzeitigen Systems der Textilproduktion und des Textilkonsums belasten unsere Umwelt und unser Klima weiterhin stark, unter anderem durch Materialverbrauch, Wasser- und Landnutzung, Treibhausgas-emissionen, Chemikalien und Mikroplastik.

Die Textilstrategie der EU zielt darauf ab, diese Auswirkungen zu verringern und Textilien durch ihr Design kreislauffähiger und nachhaltiger zu gestalten. Für ihren Erfolg ist ein systemischer Wandel im Textilsystem erforderlich, hin zur Produktion von kreislauffähigeren und hochwertigeren Waren, die einen längeren Gebrauchswert haben und leichter wiederverwendet, repariert oder recycelt werden können. Das neue Modul für Textilien des Circularity Metrics Lab der EEA überwacht diese Fortschritte.

Fast Fashion und Online Shopping 
Die Kombination aus zunehmendem Online-Shopping, Social-Media-Influencern und niedrigen Produktionskosten für synthetische Textilien hat maßgeblich zum 
Wachstum der Fast Fashion beigetragen. Dadurch konnten Einzelhändler den Verbrauchern neue Styles zu niedrigen Preisen anbieten. In den EEA-Briefing Notes wird darauf hingewiesen, dass digitale Technologien wie der 3D-Druck Abfall in der Produktion reduzieren und durch Effizienzsteigerungen dazu beitragen können, die Umwelt- und Klimabelastung durch Textilien zu verringern. Allerdings besteht auch die Gefahr, dass sie durch niedrigere Produktionskosten und Preise zu einem Anstieg des Konsums führen.

Auswirkungen auf Umwelt und Klima 
Die Umwelt- und Klimabelastungen durch die Textilproduktion und den Textilkonsum in der EU sind nach wie vor hoch. Von den zwölf Kategorien des europäischen Haushaltskonsums – darunter Lebensmittel, Mobilität, Wohnen, Gesundheit und Bildung – rangierte der Textilkonsum im Durchschnitt an fünfter Stelle hinsichtlich der Umwelt- und Klimabelastungen. Die EEA hat diese Auswirkungen anhand der Kennzahlen Rohstoffverbrauch, Treibhausgasemissionen sowie Wasser- und Landverbrauch gemessen.
Die Produktion und der Verbrauch von Textilien tragen auch zu anderen Umweltbelastungen bei, darunter Luftverschmutzung, Chemikalieneinsatz und -verschmutzung, Mikroplastikverschmutzung durch die Herstellung, Verwendung und Wäsche von Textilien sowie Belastungen durch die Entsorgung von Textilien, die als Abfall enden.
 
Textilabfälle und -exporte
Im Jahr 2022 fielen in den EU-Mitgliedstaaten etwa 6,94 Millionen Tonnen Textilabfälle an, was 16 kg pro Person entspricht. Die Gesamtmenge der anfallenden Textilabfälle ist seit 2016 relativ stabil geblieben.
Die durchschnittliche Sammlung von Textilabfällen in der EU – ein Indikator für die Wirksamkeit von getrennten Sammelsystemen – hat seit 2016 langsam zugenommen und ist um 4,3 Prozentpunkte gestiegen, insgesamt ist die Sammlung dieser Abfälle jedoch gering geblieben. Im Jahr 2022 wurden 85 % aller Textilabfälle aus Haushalten nicht getrennt gesammelt, sondern landeten als gemischter Hausmüll auf Deponien oder in Verbrennungsanlagen, wo sie nicht wiederverwendet oder recycelt werden können.

Die Umsetzung der EU-Rechtsvorschriften zur getrennten Sammlung von Textilabfällen, die 2025 in Kraft treten, dürfte zu einer deutlichen Steigerung der Sammelquoten für Textilien aus Haushalten führen.
Seit dem Jahr 2000 hat sich der Export gebrauchter Textilien fast verdreifacht, von etwas mehr als 550.000 Tonnen im Jahr 2000 auf 1,4 Millionen Tonnen im Jahr 2019. Seitdem ist das Volumen relativ konstant geblieben, wobei im Jahr 2023 1,4 Millionen Tonnen exportiert wurden.

Während die Ausfuhren gebrauchter Textilien aus der EU für die Wiederverwendung oder das Recycling bestimmt sind, zeigen Studien, dass die Textilausfuhren der EU in ein sehr komplexes Muster aus Handel, Sortierung, Wiederverwendung, Recycling und Deponierung geraten und ein Teil davon vor allem in afrikanischen und asiatischen Ländern verbrannt oder in der Natur entsorgt wird.

Quelle:

European Environment Agency

Ein Pionier feiert Geburtstag: 45 Jahre Trevira CS® Foto Indorama Ventures Fibers Germany
15.07.2025

Ein Pionier feiert Geburtstag: 45 Jahre Trevira CS®

Die Marke für schwer entflammbare Textilien von 1980 bis heute – eine Zeitreise.
Zurückblickend waren die 80er Jahre voller Ereignisse – Das Computerspiel Pac-Man, heute ein Klassiker, wird erstmalig veröffentlicht, Aerobic und Stulpen erobern die Fitnesswelt, Börsen boomen und die breiten Schultern wurden noch mit Schulterpostern betont. Und Trevira CS® wird 1980 offiziell dem Markt vorgestellt.
           

Die Marke für schwer entflammbare Textilien von 1980 bis heute – eine Zeitreise.
Zurückblickend waren die 80er Jahre voller Ereignisse – Das Computerspiel Pac-Man, heute ein Klassiker, wird erstmalig veröffentlicht, Aerobic und Stulpen erobern die Fitnesswelt, Börsen boomen und die breiten Schultern wurden noch mit Schulterpostern betont. Und Trevira CS® wird 1980 offiziell dem Markt vorgestellt.
           
70er Jahre: Bevor dies aber geschah, arbeiteten Entwickler und Forscher der damaligen Hoechst AG mit einigen Kunden an einer Neuheit: einem Polyester mit einer permanent, schwer entflammbaren Modifizierung. Bereits 1972 begann man, unterschiedliche Modifizierungen zu testen, damals noch mit Modacryl und Polyester. Man entschied sich dann für Polyester aufgrund der besseren Pflegeeigenschaften, was insbesondere für den Objektbereich wichtig war. Modacryl wurde vor allem wegen der notwendigen Beimischung von hohen PVC-Anteilen abgelehnt. Erst 1975 legte man sich auf eine Modifizierung fest, die bis heute in Gebrauch ist.

2025 feiert das Unternehmen nicht nur 45 Jahre Markteinführung Trevira CS, sondern auch 50 Jahre der permanent schwer entflammbaren Trevira CS Modifikation.

Die Neuheit – eine schwer entflammbare Modifizierung des Polyesterrohstoffes: Ein daraus hergestellter Artikel kann diese Eigenschaft nicht mehr verlieren, weder durch Gebrauch, Reinigung, Abrieb, noch Alterung oder durch Waschen. Der Clou – der chemische Aufbau der Polyesterfaser wurde verändert: die schwer entflammbaren Eigenschaften sind in Form eines Co-Monomers - einer phosphororganischen Verbindung - fest in der Faser verankert. Die Forscher des ehemaligen Chemiekonzerns der Hoechst AG leisteten mit der Entwicklung Pionierarbeit. Das Verfahren wurde patentiert.

Auch unter ökologischen Gesichtspunkten ist die permanente Schwerentflamm-barkeit ein wichtiges Argument: Abgesehen von der umweltfreundlichen Her-stellung erfordern Materialien aus Trevira CS keine womöglich umweltbelastende Flammschutzbehandlung. Im Falle eines Brandes entwickeln sie vergleichsweise nur sehr geringe Mengen an toxischen Gasen. Das ist besonders wichtig, da im Brandfall die Erstickungsgefahr durch Rauchgase größer ist als die Verletzungsgefahr durch Feuer. Vor allem für Feuerwehrleute, Ersthelfer und Betroffene, die durch giftige Gase gefährdet werden. 1977 erfolgten erste Musterentwicklungen, die den Kunden vorgestellt worden sind. In den nächsten drei Jahren wurde die Faser optimiert und man testet erste Kundenstoffe. Dann war es so weit.

80er Jahre: 1980 war die offizielle Marktvorstellung von Trevira CS® in Europa, acht Jahre nach den ersten Entwicklungen. Bereits ein Jahr später, 1981, wurden Muster auf der Heimtextil-Messe in Frankfurt, Deutschland, vorgestellt. Der Name des seit 1956 genannten Polyesters der Hoechst AG erhielt zusätzlich zwei Buchstaben – CS – für K(C)omfort und Sicherheit.     

Der Name Trevira® wurde bereits 1932 als Warenzeichen eingetragen, und kann schon eine kleine Geschichte erzählen – eine Verwechselung. Adolf Kämpf, Werkleiter der damals sogenannten „Kunstseidenfabrik“ in Bobingen, suchte nach einem Namen, der von der nahegelegenen Stadt Augsburg stammen sollte. Er entschied sich, den römischen Namen von Augsburg zu verwenden und registrierte „Trevira“. Allerdings verwechselte er die römische Bezeichnung von Trier, Augusta Treverorum, mit der römischen Bezeichnung von Augsburg, Augusta Vindelicum. Obwohl aufgeklärt, blieb es bei Trevira.
           
Als die Hoechst AG 1955 Polyesterstapelfasern produzierte, wurden diese dann Trevira genannt, ebenso die anfangs 1956 produzierten „Polyesterendlosfäden“- die Filamentgarne. Und dabei blieb es bis heute.

Trevira CS versteht sich bis heute als sogenanntes „Ingredient Branding“. Nicht das schwer entflammbare Filamentgarn oder die Faser heißt eigentlich Trevira CS, sondern nur der fertige, markenrechtlich geprüfte Stoff bzw. Artikel. Bei ungewaschenen Fasern, Garnen oder Geweben kann eine Neigung zum Brennen nicht ausgeschlossen werden. Warum?

Weil Präparationsöle für die Verarbeitung wie auf Webstühlen oder Strickmaschinen vonnöten sind. Auch können ungeeignetere Hilfsmittel in der Produktion oder ungeeignete Farbstoffe Artikel zum Brennen bringen. Das Markenkonzept von Trevira CS sieht vor, dass der verkaufsfähige, fertig ausgerüstete Stoff markenrechtlich geprüft wird. Erst wenn dieser die orientierende Brandprüfung gemäß DIN 4102 und die Markenvorgaben erfüllt, erhält dieser eine Markenfreigabe für bis zu 5 Jahren und das Recht, als Trevira CS gekennzeichnet zu werden. Das Markenversprechen – Schwerentflammbarkeit – kann dadurch gesichert werden. Viele Anwender und Institutionen, wie Feuerwehren, schätzen dies. Trevira CS wird oft als Synonym für schwer entflammbare Stoffe verwendet.

Bereits 1982 erhielt diese Entwicklung den Innovationspreis der Deutschen Wirtschaft. 
Das Sicherheitsbedürfnis wuchs ab 1985. Verschärfte Gesetze führten vermehrt zum Einsatz von Trevira CS Stoffen.
 
90er Jahre: Rund zehn Jahre später, 1995, war Sicherheit Programm. Das Faser- und Garnprogramm wurde stark ausgebaut. In der Zwischenzeit gab es über 200 verschiedene Faser-Typen und Garne. Dies ermöglichte den Textildesignern eine viel größere Auswahl an Garnen für differenzierte Designs. Bedingt durch die permanente Schwerentflammbarkeit wurden Trevira CS Stoffe überwiegend in den öffentlichen Bereichen eingesetzt, überall dort, wo eine höhere Sicherheit vorgeschrieben war. Durch die verstärkte designerische Vielfalt und der Pflegeleichtigkeit fanden immer mehr Trevira CS Stoffe Einzug in Privatbereichen, gerade durch Raumausstatter und Inneneinrichter.

Die modifizierten, schwer entflammbaren Fasern und Filamente sind auch gemäß OEKO-TEX® STANDARD 100, Annex 6, Produktklasse 1 zertifiziert, was bedeutet, dass sie für Babys und Kleinkinder bis zu einem Alter von 3 Jahren geeignet sind. Seit Gründung der OEKO-TEX® Gemeinschaft 1992 (Erstmitglieder waren das Österreichische Textil-Forschungsinstitut (heute ÖTI – Institut für Ökologie, Technik und Innovation) und das deutsche Forschungsinstitut Hohenstein) arbeitete man eng zusammen und erfüllte die Anforderungen an Ökotex 100 Zertifikat (heute OEKO-TEX® STANDARD 100) seit 1995.

Hauptproduktion der Stoffe ist bis heute in Europa. Kreative Spinnerei, Effektgarnhersteller sowie die (Stoff)Hersteller und die Textilverlage exportieren, dank ihrem Netzwerk, Vertrieb, Partnerschaften, Niederlassungen und ihren globalen Geschäftsbeziehungen der Marke Trevira CS in die Welt. Internationale Aktivitäten der Marke selbst unterstützen sie dabei.

In den nächsten fünf Jahren wuchs Dank dieser Globalisierung: „Trevira CS goes global“! Der Markt, die Messepräsenz und Partnerschaften stiegen an. Man arbeitet mit weltweit bekannten Designern und Architekten zusammen wie Putman (Paris), Mendini (Milano), Clodagh und Gary Grain (beide New York). Trevira CS findet sich in vielen Ländern wieder.

1996 war die damalige Trevira GmbH mit ihrer Marke Trevira CS eine der ersten Firmen der Textilbranche, die einen Internetauftritt hatte. Eine weitere Innovation zur damaligen Zeit war die sogenannte „digitale Stoffbibliothek“, das Trevira CS Net. Hier konnten sich Interessenten potenzielle Lieferanten von rund 300 Trevira CS Anbietern online filtern und anzeigen lassen. Damals eine der größten, wenn die nicht größte Online-Stoffbibliothek. Das Trevira CS Net wurde auf der Decosit Messe in Brüssel, Belgien, 1998 vorgestellt.

Der Aufwand und die Weiterentwicklung der Marke lohnten sich, es folgten Auszeichnungen: 

  • 1997 bekam die Marke die Auszeichnung AME - International Award for Marketing Effectiveness und GranDesign Innovationspreis in Mailand.  
  • Im Oktober 1998 wurde der Internationaler Designpreis Baden-Württemberg vom Wirtschaftsminister Dr. Walter Döring in Stuttgart verliehen. 
  • 1999 folgte ein zweiter GranDesign Innovationpreis, in Stuttgart, Deutschland, und iF Award von der Industrie Forum Hannover für exzellentes Produktdesign.

Ende 1998 entstand das sogenannte Pemotex und wurde registriert – ein schwer entflammbares, texturiertes Filamentgarn. Es handelte sich hierbei um ein NSK - ein Niedrig-Schmelz-Komponentengarn. Die „niedrig“ schmelzenden Komponente schmelzt im Ausrüstungsprozess bei einer geringeren Temperatur. Geschmolzen, dann abgekühlt, versteift sie die textile Fläche. Die Technologie ist vor allem für den Einsatz in Lamellen, Rollos sowie technischen Anwendungen ideal. Getreu dem Trevira CS Motto – möglichst auf potenziell umweltschädliche Ausrüstungen zu verzichten, bedarf es so keiner Versteifungschemikalien. Außerdem spart man sich einen zweiten Produktionsschritt, Geld und Zeit: das Garn bringt Zusatzfunktionen mit sich. Garne, die nur geringe und mittlere Versteifungen kreieren, wurden entwickelt, um die Anwendungsmöglichkeiten zu erweitern. So konnten leichte, halb transparente Trevira CS Stoffe entwickelt werden, die teils schiebefest und/oder Laser-cut-fähig sind oder auch 3D Konstruktionen stabilisierten, die dann auch noch akustische Wirkungen lieferten. 

2000er Jahre: 2000 feierte die Marke ihr 20. Jubiläum auf der Decosit Messe in Brüssel. Die „Geburtstagstorte“ mit 10 Metern Durchmesser und 8 Meter Höhe beherbergte 20 Sitzmöbel von namhaften europäischen Herstellern, alle mit Trevira CS Stoffen bezogen. Man schätzte damals die gesamte verkaufte Menge von Trevira CS Stoffe seit 1980 auf ca. 800 Mio. m2. 

Ende 2000 wurde den Kollegen in der Mitarbeiterzeitschrift verkündet, dass es neue Markenlogos geben wird, so auch für Trevira CS. Das blau-rote Doppel T war noch eine Hommage und Erkennungszeichen der Hoechster Polyesterprodukte. „Trevira stand für Polyester vom Geotextil über Staditionbedachung, Nähfäden, Oberbekleidung und Unterwäsche bis hin zum schwer entflammbaren Vorhang. Dies entspricht heute nicht mehr der Trevira Wirklichkeit“. Es wurde das nun bekannte blaue Logo mit der Webstruktur eingeführt und dem orangefarbenen Balken. Der Schriftzug Trevira CS wurde Ende 2019 geringfügig verjüngt.
      
Der Anschlag auf die Twin Towers, dem World Trade Center, in New York 2001, traf die gesamte Industrie. Objektausstattungen gingen bis zu 20 % zurück. Hotels wurden stillgelegt, Büroausstattungen liefen schleppend. Die Märkte erholten sich 2003 und 2004, so dass Trevira CS an Messen wie der Heimtextil Rossija in Moskau und der Hospitality Design in Las Vegas teilnimmt. 

Trevira CS entwickelte sich weiter. An der Bandbreite und Erweiterung der Palette wurde ständig gearbeitet. Man führte Monofilamente ein, Filamentgarne, die feiner waren als das menschliche Haar. 2004 wurde dann auch texturierte („gekräuselt“ – mit mehr Volumen) Monofilamente auf der Heimtextil Messe vorgestellt.

Nach der Einführung einer antimikrobiellen & schwer entflammbaren Stapelfaser wurden auf der Heimtextil Messe 2004 auch texturierte, schwer entflammbare & antimikrobielle texturierte Filamentgarne (Luft- und FZ-texturiert) präsentiert. Die Marke erhielt eine Zusatzfunktion: Trevira CS Bioactive – die Schwerentflammbare mit antimikrobieller Wirkung – sie erfüllt die Anforderungen an vorbeugendem Brandschutz und eine erhöhte Sauberkeit gleichermaßen, ideal für die Nachfrage nach „Funktionstextilien“ für Hotel, Krankenhaus und Pflegebereich.
 
Die globale Finanzkrise von 2007 bis 2008 dämpfte auch die Textilindustrie. Allgemeine Maßnahmen zur Kosten- und Produktionsstruktur werden intensiviert, Produktionsanpassungen wurden geplant. Textilien aus der Türkei fanden immer größere Beliebtheit. 

Zur Heimtextil 2009 wurde bekannt gegeben, dass die schwer entflammbaren Fasern und Garne für Trevira CS Textilien nun auch das Sicherheitszeichen der schweizerischen Beratungsstelle für Unfallverhütung (bfu) tragen. 

Mit diesem Label werden Produkte ausgezeichnet, die bestimmte Anforderungen an die Sicherheit erfüllen und so zur Unfallverhütung beitragen. 

2010er Jahre: Drei Jahre später, 2012, wurde der Trevira CS Club auf der Heimtextil Messe ins Leben gerufen. In der dynamischen textilen Lieferkette ist Zusammenarbeit der Schlüssel, und der Trevira CS Club stellt einen Eckpfeiler dieser Bemühungen dar. Der Club steht allen Lieferanten von Trevira CS Produkten zur Verfügung und bietet exklusive Dienstleistungen, die auf verschiedene Mitgliedsstufen zugeschnitten sind – Garnhersteller, Stoffhersteller und Textilverlage. Man kann Gold, Silber oder Member werden. Die Mitgliedschaft richtet sich nicht nur nach den Verkaufszahlen; sondern auch nach Kreativität, geografischer Reichweite und vor allem nach Markentreue. 38 Partner und Kunden wurden 2012 im ersten Jahr Clubmitglieder; 15 von ihnen erhielten den Gold-Status. 

Durch kleine, aber erlesene Veranstaltungen wie dem sogenannten „Trevira CS Jobber Day“ und dem „Trevira CS China Day“ wurde ab 2013 die Marke in Zusammenarbeit mit Trevira CS Kunden den US-amerikanischen Händlern und chinesischen Inneneinrichtern bekannt gemacht.

Im Juni 2014 wurde das Branchennetzwerk „Initiative Textile Räume“ mit der damaligen Firma Trevira GmbH und Industriepartner Backhausen, Christian Fischbacher, Création Baumann, Gebrüder Munzert, Gessner, Interstil, JAB Anstoetz Group (mit allen Marken), Rasch Textil, Romo Group, Sahco, Saum & Viebahn, Schmitz-Werke, Tisca Tiara und Mira X sowie Zimmer Rohde und dem Zentralverband Raum und Ausstellung und EuroInterior auf europäische Ebene ins Leben gerufen. Ziel – Förderung des Heimtextilienmarktes im deutschsprachigen Raum, um der seit Jahren stagnierenden Branche neue Impulse zu geben, den Absatz an Einrichtungstextilien anzukurbeln und Endverbraucher anzusprechen. Kampagnenstart war 2015.

2016 ist Trevira CS Teil des Projektes „Unerhörte Hotels“ des Fraunhofer-Instituts – eine Initiative zur Verbesserung der Akustik in Hotels. Ziel war es, Produkte, die die Akustik verbessern können, zu charakterisieren und weiterzuentwickeln, um wirkungsvolle und wirtschaftlich realisierbare Lösungsansätze zu erarbeiten.

Das Motto der Orgatec Messe 2016 in Köln war „Arbeit neu denken“ und Trevira CS stellte aus – mit einer „Trevira City“. Die Ausstellung, entworfen mit raumkontor Innenarchitektur, bestand aus acht, mit Textil gestalteten Häusern, die ein Zentrum in einen Platz bildeten – ein symbolischer Stand, der Kommunikation, Kreativität, Inspiration, Vernetzung und Bewegung darstellte. Dafür gewann der Trevira CS Stand den Famab Award 2017 – „Storytelling und Erlebnisraum in Bestform“. 

2019 werden die schwer entflammbaren Stapelfasern antimonfrei. Antimon, ein Schwermetall, ist ein Hilfsstoff in der Polyesterproduktion. Antimonfreies Polyester ist umweltfreundlich, da es in der Herstellung diesen Hilfsstoff nicht mehr benötigt. 

Nicht vielleicht zuletzt durch die wärmeren Sommer stieg die Lust, sich draußen aufzuhalten. Dies betraf Privathaushalte, aber auch den Objektmarkt. Die genutzten Flächen wurden immer dekorativer. Schwerentflammbarkeit ist für den Innenbereich wichtig, Farb- und Lichtechtheit für draußen. Eine Kombination aus beidem ermöglicht es, Deko- und Sitzmaterial sowie drinnen und draußen zu verwenden. So wurde ein schwer entflammbares & UV-stabiles Polyester entwickelt. 2019 gab es dafür den Brandenburger Innovationspreis – für buntes, schwer entflammbares und UV-stabiles Polyestergarn für den Outdoorbereich. 

2020er Jahre: Auf der Heimtextil 2022 wurden 22 schwer entflammbare und UV-stabile Filamentspinnfarben vorgestellt. Bei der Herstellung von Textilien aus spinngefärbten Garnen werden weniger Ressourcen wie Energie, Wasser und Chemikalien benötigt. 2023 wurde die Farbpalette von Judith van Vliet von der The Color Authority™ überarbeitet.

Die Sonderausstellung „Textile Future by Trevira CS“ auf dem Trevira CS Gemeinschaftskundenstand auf der Heimtextil Messe 2020 wird mit dem Stararchitekten Werner Aisslinger bzw. des studio Aisslinger gestaltet. Die aufwendige und umfangreiche Präsentation zeigt textile Anwendungen in den Bereichen öffentliches Leben, Arbeitswelt, Hotellerie, Gesundheit & Pflege sowie Mobilität. 

Zudem wurde 2020 ein neues Trevira CS Markenkonzept vorgestellt. Um den komplexen gewordenen Anforderungen des Marktes gerecht zu werden und Kunden und Anwendern noch mehr Flexibilität zu bieten, wurde das Markenkonzept Trevira CS um zwei Marken ergänzt: Trevira CS flex und Trevira CS eco. Diese beiden zusätzlichen Marken bieten neben der gewohnten Markenqualität und Performance bestimmte Eigenschaften und Funktionen: 

Trevira CS - Wie gewohnt steht die Marke Trevira CS für Textilien, die zu 100 % aus schwer entflammbaren Garnen von Trevira sowie weiterverarbeitenden Garnpartnern bestehen. Als einzige Mischungspartner sind Trevira Faser- oder Filamentgarne mit einer niedrig schmelzenden Komponente zugelassen.
 
Trevira CS eco - Schwerentflammbarkeit und Recycling mit unterschiedlichen Verfahren. Flammhemmende Filamentgarne basieren zu 50 % auf recyceltem PET Flaschenmaterial (Post-Consumer). Stapelfasern werden zu 100% aus Pre-Consumer Material hergestellt. Dank eigener Agglomerationsanlage konnten wiederverwertbare Wertstoffe aus der Produktion aufbereitet werden. 

Trevira CS flex erlaubt neben der Schwerentflammbarkeit weitere Zusatzfunktionen und/oder gestalterische Effekte: mindestens 75 % schwer entflammbare Fasern und Garne für Trevira CS und/oder den weiterverarbeitenden Garnpartnern und 25 % Spezialgarne von zugelassenen Herstellern zur Erzielung besonderer Effekte oder Zusatzfunktionen.
 
2022 wurden die flammhemmenden Trevira Polymere nach dem GreenScreen®-Standard bewertet und im GreenScreen®-Register aufgeführt. GreenScreen® testet und bewertet Chemikalien auf mögliche Gefahren für die menschliche Gesundheit und die Umwelt. Dieser Standard ist für Trevira CS von besonderer Bedeutung, da die Marke im Gesundheitssektor ein hohes Maß an Vertrauen genießt und spezifiziert ist. Die GreenScreen®- Zertifizierung bildet die Grundlage der Spezifikationskriterien für die Healthier Hospitals Initiative (HHI) in den USA. Auf der Grundlage der erreichten Bewertung der flammhemmenden Trevira Polymere kann jeder Textilhersteller seine Trevira CS Artikel individuell GreenScreen® zertifizieren lassen.

Zur Heimtextil 2023 werden die acht Stationen des “Path of Sustainability“ vorgestellt. Eine der Stationen ist das Trevira CS Rücknahmeprogramm, dass mit dem Recyclingunternehmen ALTEX in Gronau (D) vorgestellt wurde. Gebrauchte Trevira CS Stoffe (post-consumer) oder nicht verkaufte Trevira CS Reststoffe (pre-consumer) kön-nen recycelt werden. Textilien, bei denen es sich nachweislich um Trevira CS handelt, können dem mechanischen Recycling-prozess unterzogen werden und als Vliese/Nonwovens einen zweiten, hochwertigen Lebens-zyklus starten. Diese von Altex angebotenen Nonwovens, können vielfältig eingesetzt werden - z. B. zur Isolierung, Dämmung und als Schallschutzpaneele.

Das langfristige Ziel bei der Entwicklung nachhaltiger Produkte ist zweifellos der Einstieg in eine geschlossene Kreislaufwirtschaft. Auf der Heimtextil 2023 präsentiert und auf der Global Fiber Konferenz in Dornbirn 2023 einem Publikum vorgetragen: Entwicklung, Modifikation und Ausspinnen eines schwer entflammbaren Polyesters basierend auf chemisch recyceltem Rohstoff. Wie genau funktioniert das? Ausgangsmaterial für das chemische Recycling waren in ersten Pilotversuch PET-Flaschen, theoretisch können dies aber auch andere PET-Abfälle sein wie Verpackungsmaterial oder auch Textilien. Bei den weiteren Versuchen wurde der Abfall der Verpackungsindustrie chemisch recycelt, also Material, das sich nicht mehr für (Lebensmittel)-Verpackungen geeignet hat. Beim chemischen Recycling kommt es zur Depolymerisation, einer Sequenz von chemischen Reaktionen, bei der die Polymerketten wieder in ihre ursprünglichen Bestandteile, d. h. die Monomere zerlegt werden. In einem weiteren Prozessschritt werden Verunreinigungen entfernt. Dieses „gereinigte“ Material wurde dann für die Ausspinnung und Produktion von 1A schwer entflammbaren Polyester verwendet. Ein wichtiger Schritt hin zur Kreislaufwirtschaft, so dass eines Tages Textilien chemisch recycelt und Rohstoffe gespart werden können.
 
45 Jahre Trevira CS: 45 Jahre Entwicklungen & Weiterentwicklungen, ein Markenversprechen, vorbeugenden Brandschutz, alles im Wandel der Zeiten, denn Feuer hat kein Verfallsdatum.

Anreicherung von PFAS in Darmbakterien Copyright: Peter Northrop / MRC Toxicology Unit
11.07.2025

Darmbakterien könnten vor giftigen „ewigen Chemikalien“ schützen

Wissenschaftler haben entdeckt, dass bestimmte Mikrobenarten im menschlichen Darm PFAS absorbieren können – die giftigen und langlebigen „ewigen Chemikalien“. Sie betonen, dass eine Stärkung dieser Arten in unserem Darmmikrobiom dazu beitragen könnte, uns vor den schädlichen Auswirkungen von PFAS zu schützen.

PFAS werden mit einer Reihe von Gesundheitsproblemen in Verbindung gebracht, darunter verminderte Fruchtbarkeit, Entwicklungsverzögerungen bei Kindern und ein erhöhtes Risiko für bestimmte Krebsarten und Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Wissenschaftler haben entdeckt, dass bestimmte Mikrobenarten im menschlichen Darm PFAS absorbieren können – die giftigen und langlebigen „ewigen Chemikalien“. Sie betonen, dass eine Stärkung dieser Arten in unserem Darmmikrobiom dazu beitragen könnte, uns vor den schädlichen Auswirkungen von PFAS zu schützen.

PFAS werden mit einer Reihe von Gesundheitsproblemen in Verbindung gebracht, darunter verminderte Fruchtbarkeit, Entwicklungsverzögerungen bei Kindern und ein erhöhtes Risiko für bestimmte Krebsarten und Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Wissenschaftler der Universität Cambridge haben eine Familie von Bakterienarten identifiziert, die natürlicherweise im menschlichen Darm vorkommen und verschiedene PFAS-Moleküle aus ihrer Umgebung aufnehmen.  Als neun dieser Bakterienarten in den Darm von Mäusen eingeführt wurden, um das Mikrobiom der Mäuse zu „humanisieren“, sammelten die Bakterien schnell die von den Mäusen aufgenommenen PFAS an, die dann mit dem Kot ausgeschieden wurden.

Die Forscher stellten außerdem fest, dass die Mikroben bei steigender PFAS-Konzentration in der Umgebung der Mäuse verstärkt arbeiteten und dabei stets denselben Prozentsatz der giftigen Chemikalien entfernten. Innerhalb weniger Minuten nach der Exposition nahmen die getesteten Bakterienarten zwischen 25 % und 74 % der PFAS auf.
Die Ergebnisse sind der erste Hinweis darauf, dass unser Darmmikrobiom eine hilfreiche Rolle bei der Entfernung toxischer PFAS-Chemikalien aus unserem Körper spielen könnte – obwohl dies noch nicht direkt am Menschen getestet wurde.

Die Forscher planen, ihre Entdeckung zur Entwicklung probiotischer Nahrungsergänzungsmittel zu nutzen, die den Gehalt dieser nützlichen Mikroben in unserem Darm erhöhen, um vor den toxischen Wirkungen von PFAS zu schützen.

PFAS (Perfluoralkyl- und Polyfluoralkylsubstanzen) sind in unserer modernen Welt nicht mehr wegzudenken. Diese künstlich hergestellten Chemikalien sind in vielen Alltagsgegenständen enthalten, darunter wasserdichte Kleidung, Antihaftpfannen, Lippenstifte und Lebensmittelverpackungen, und werden aufgrund ihrer Beständigkeit gegen Hitze, Wasser, Öl und Fett verwendet. Da sie jedoch Tausende von Jahren brauchen, um sich zu zersetzen, reichern sie sich in großen Mengen in der Umwelt – und in unserem Körper – an.

Dr. Kiran Patil, Mitglied der MRC Toxicology Unit der Universität Cambridge und leitender Autor des Berichts, sagte: „Angesichts des Ausmaßes des Problems der PFAS - ‚ewigen Chemikalien‘, insbesondere ihrer Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, ist es besorgniserregend, dass so wenig unternommen wird, um diese aus unserem Körper zu entfernen.“

„Wir haben festgestellt, dass bestimmte Arten von menschlichen Darmbakterien eine bemerkenswert hohe Fähigkeit besitzen, PFAS aus ihrer Umgebung in unterschiedlichen Konzentrationen aufzunehmen und diese in Klumpen in ihren Zellen zu speichern. Durch die Ansammlung von PFAS in diesen Klumpen scheinen die Bakterien selbst vor den toxischen Wirkungen geschützt zu sein.“

Dr. Indra Roux, Forscherin an der MRC Toxicology Unit der Universität Cambridge und Mitautorin der Studie, sagte: „Die Realität ist, dass PFAS bereits in der Umwelt und in unseren Körpern vorhanden sind, und wir müssen jetzt versuchen, ihre Auswirkungen auf unsere Gesundheit zu mindern. Wir haben noch keinen Weg gefunden, PFAS zu zerstören, aber unsere Ergebnisse eröffnen die Möglichkeit, Methoden zu entwickeln, um sie aus unseren Körpern zu entfernen, wo sie den größten Schaden anrichten.“

Die Besorgnis über die Auswirkungen von PFAS auf Umwelt und Gesundheit nimmt zu, und im April 2025 leitete das Vereinigte Königreich eine parlamentarische Untersuchung zu deren Risiken und Regulierung ein.

Es gibt über 4.700 PFAS-Chemikalien, die weit verbreitet sind. Einige werden innerhalb weniger Tage über den Urin aus dem Körper ausgeschieden, andere mit einer längeren Molekülstruktur können jedoch jahrelang im Körper verbleiben.

Dr. Anna Lindell, Forscherin an der MRC Toxicology Unit der Universität Cambridge und Erstautorin der Studie, sagte: „Wir alle sind PFAS über unser Wasser und unsere Lebensmittel ausgesetzt – diese Chemikalien sind so weit verbreitet, dass sie in uns allen vorkommen. PFAS galten einst als sicher, aber mittlerweile ist klar, dass dies nicht der Fall ist. Es hat lange gedauert, bis PFAS wahrgenommen wurden, da sie in geringen Mengen nicht akut toxisch sind. Aber sie wirken wie ein langsam wirkendes Gift.“

Lindell und Patil haben gemeinsam mit dem Start-up-Pionier Peter Holme Jensen das Start-up Cambiotics gegründet, um Probiotika zu entwickeln, die PFAS aus dem Körper entfernen. Sie untersuchen verschiedene Möglichkeiten, um die Leistungsfähigkeit der Mikroben zu steigern. Cambiotics wird von Cambridge Enterprise unterstützt, dem Innovationszweig der Universität Cambridge, der Forschern dabei hilft, ihre Arbeit in weltweit führende wirtschaftliche und soziale Auswirkungen umzusetzen.

Während wir darauf warten, dass neue Probiotika auf den Markt kommen, sagen die Forscher, dass wir uns am besten vor PFAS schützen können, indem wir PFAS-beschichtete Pfannen vermeiden und einen guten Wasserfilter verwenden.

Die Forschung wurde in erster Linie vom Medical Research Council, dem National Institute for Health Research und Wellcome finanziert.

Quelle:

Lindell, AE: ‘Human gut bacteria bioaccumulate per- and polyfluoroalkyl substances.’ Nature Microbiology, July 2025. DOI: 10.1038/s41564-025-02032-5
University of Cambridge

Kevin Limbri, Unsplash
30.06.2025

Globale textile Wertschöpfungskette: Zwischen Stagnation und uneinheitlicher Erholung

Die International Textile Manufacturers Federation (ITMF) hat die Ergebnisse ihrer 32. Global Textile Industry Survey (GTIS) veröffentlicht, die zwischen dem 12. und 22. Mai 2025 durchgeführt wurde und deutliche regionale Unterschiede in der globalen Textilindustrie aufzeigt.
 
Regionale Performance variiert erheblich
Die Umfrage zeigt eine schwierige globale Geschäftslage mit einem Saldo von -20 Prozentpunkten, wobei die regionale Entwicklung jedoch erheblich variiert. Afrika sticht mit einem positiven Saldo von +23 Prozentpunkten hervor, gefolgt von Südamerika mit +6 Prozentpunkten. Im Gegensatz dazu steht Ostasien mit einem Saldo von -48 Prozentpunkten vor erheblichen Herausforderungen. 

Die International Textile Manufacturers Federation (ITMF) hat die Ergebnisse ihrer 32. Global Textile Industry Survey (GTIS) veröffentlicht, die zwischen dem 12. und 22. Mai 2025 durchgeführt wurde und deutliche regionale Unterschiede in der globalen Textilindustrie aufzeigt.
 
Regionale Performance variiert erheblich
Die Umfrage zeigt eine schwierige globale Geschäftslage mit einem Saldo von -20 Prozentpunkten, wobei die regionale Entwicklung jedoch erheblich variiert. Afrika sticht mit einem positiven Saldo von +23 Prozentpunkten hervor, gefolgt von Südamerika mit +6 Prozentpunkten. Im Gegensatz dazu steht Ostasien mit einem Saldo von -48 Prozentpunkten vor erheblichen Herausforderungen. 

Mit Blick auf die Zukunft zeigt sich die Branche vorsichtig optimistisch (+24 Prozentpunkte), wobei Nordamerika mit +65 Prozentpunkten und Afrika mit +54 Prozentpunkten die Zuversicht anführen, während Ostasien mit -18 Prozentpunkten weiterhin negativ ist.
 
Auftragseingänge und Kapazitätsauslastung liefern gemischte Signale  
Die weltweiten Auftragseingänge sind seit Januar vier Monate in Folge zurückgegangen und erreichten im Mai einen Wert von -21 Prozentpunkten. Afrika liegt erneut mit positiven Auftragseingängen (+18 Prozentpunkte) an der Spitze, während Europa (-45 Prozentpunkte) und Ostasien (-41 Prozentpunkte) am stärksten zu kämpfen haben. Trotz der Herausforderungen bei den Auftragseingängen zeigen die weltweiten Auftragsbestände mit 2,3 Monaten eine leichte Erholung. Die Auslastung der Textilkapazitäten erreichte im Mai 2025 72 %. Die asiatischen Märkte führen weiterhin die Auslastungsraten an, während vorgelagerte Segmente wie die Spinnerei die nachgelagerten Betriebe deutlich übertreffen.

Bedenken hinsichtlich der Nachfrage dominieren
Die schwache Nachfrage bleibt für 61 % der weltweiten Teilnehmer das Hauptanliegen für die nächsten sechs Monate, gefolgt von Handelsspannungen und Betriebskosten. Die Stornierungsraten bleiben in allen Regionen stabil und niedrig.

Weltweite Lieferungen von Textilmaschinen entwickeln sich im Jahr 2024 uneinheitlich:

Im Jahr 2024 gingen die weltweiten Lieferungen von neuen Kurzfaserspindeln und Open-End-Rotoren um -40 % bzw. -39 % zurück (im Vergleich zum Vorjahr). Die Lieferungen von Langfaserspindeln stiegen um +62 %. Die Zahl der Texturier-Spindeln verbesserte sich um +77 % und die Auslieferungen von shuttle-losen Webmaschinen stiegen um +32 %. Die Auslieferungen von großen Rundstrickmaschinen gingen um -15 % zurück, während die Auslieferungen von Flachstrickmaschinen einen Anstieg von 16 % verzeichneten. Die Summe aller Auslieferungen im Bereich Veredelung stieg leicht um +6 %.

Dies sind die wichtigsten Ergebnisse der 47. jährlichen International Textile Machinery Shipment Statistics (ITMSS), die gerade von der International Textile Manufacturers Federation (ITMF) veröffentlicht wurden. Der Bericht umfasst sechs Segmente der Textilmaschinenindustrie, nämlich Spinnen, Texturieren, Weben, Rundstricken, Flachstricken und Veredeln. Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung der Ergebnisse für jede Kategorie. Die Umfrage für 2024 wurde in Zusammenarbeit mit mehr als 200 Textilmaschinenherstellern erstellt, die einen umfassenden Überblick über die weltweite Produktion bieten:

Spinnmaschinen
Die Gesamtzahl der ausgelieferten Kurzfaserspindeln sank im Jahr 2024 um 3,8 Millionen Einheiten auf 5,92 Millionen. Der Großteil der Neuauslieferungen ging nach Asien und Ozeanien (90 %), wo die Lieferungen im Vergleich zu 2023 um 36 % zurückgingen. Die Lieferungen nach Afrika, Europa (einschließlich Türkei) sowie Nord- und Mittelamerika gingen um 64 %, 56 % bzw. 90 % zurück. Nur für Südamerika (+1,7 % auf 82,6 Tausend) und Osteuropa (+12 % auf 10,5 Tausend) stiegen die Lieferungen an.

2024 wurden weltweit 623.000 Rotorspinnmaschinen ausgeliefert. Das sind etwa 390.000 Einheiten weniger als im Jahr 2023. 89 % der weltweiten Lieferungen gingen nach Asien und Ozeanien, wo die Auslieferungen um 35 % auf 557.000 Einheiten zurückgingen. China, Indien und die Türkei waren die drei weltweit größten Investoren in Rotoren, verzeichneten jedoch einen Rückgang der Investitionen um 32 %, 57 % bzw. 56 %. Die Lieferungen gingen in allen wichtigen Zielländern zurück, mit Ausnahme von Vietnam und Bangladesch, den viert- und sechstgrößten Zielländern im Jahr 2024, wo die Lieferungen im Vergleich zu 2023 um 214 % bzw. 44 % stiegen.
 
Texturierungsmaschinen
Die weltweiten Lieferungen von Texturierungsspindeln mit Einzelaufheizung (hauptsächlich für Polyamidfilamente verwendet) stiegen um +95 % von fast 43.000 Einheiten im Jahr 2023 auf 84.000 Einheiten im Jahr 2024. Mit einem Anteil von 98,5 % blieb Asien und Ozeanien auch 2024 der stärkste Absatzmarkt für Texturierungsspindeln mit Einzelaufheizung. China, Vietnam und Indien waren die drei wichtigsten Investoren in diesem Segment mit Anteilen an den weltweiten Lieferungen von 95 %, 1,01 % bzw. 0,97 %.
In der Kategorie der Texturier-Spindeln mit Doppelheizung (die hauptsächlich für Polyesterfilamente verwendet werden) stiegen die weltweiten Lieferungen um +80 % auf 960.000 Einheiten. Der Anteil Asiens an den weltweiten Lieferungen stieg auf 98 %, und China war mit einem Anteil von 95 % an den weltweiten Lieferungen weiterhin der weltweit größte Investor.

Webmaschinen 
Im Jahr 2024 stiegen die weltweiten Lieferungen von shuttle-losen Webmaschinen um +32 % auf 226.000 Einheiten. Die Lieferungen in den Kategorien „Luftdüsenwebmaschinen” und „Wasserdüsenwebmaschinen” stiegen um +10 % bzw. +56 % auf 58.000 bzw. 143.000 Webmaschinen. Die Zahl der „Greifer- und Projektilwebmaschinen“ sank um -7 % auf 25.000 Einheiten. Das Hauptziel für schussfadenlose Webmaschinen war Asien und Ozeanien mit 97 % der weltweiten Lieferungen. 97 %, 87 % und 99 % der weltweiten Luftdüsen-, Greifer-/Projektil- und Wasserdüsenwebmaschinen wurden in diese Region geliefert. Der Hauptinvestor in allen Webmaschinenkategorien war China, wo die Lieferungen um 30 % (Luftdüsen), 38 % (Greifer- und Projektilwebmaschinen) und 63 % (Wasserstrahlwebmaschinen) zunahmen.

Rund- & Flachstrickmaschinen 
Die weltweiten Lieferungen von großen Rundstrickmaschinen gingen im Jahr 2024 um 15 % auf 28.000 Einheiten zurück. Asien und Ozeanien waren mit 81 % der weltweiten Lieferungen der weltweit führende Investor in dieser Kategorie. China war mit 45 % aller Lieferungen (10.786 Einheiten) das bevorzugte Ziel, was einem Rückgang von 42 % gegenüber 2023 entspricht. Indien und Vietnam belegten mit 3.899 bzw. 2.559 gelieferten Einheiten den zweiten und dritten Platz.  

Die Zahl der ausgelieferten elektronischen Flachstrickmaschinen stieg 2024 um +16 % auf 135.000 Maschinen. Das Wachstum wurde von Asien und Ozeanien getragen, auf die 96 % der weltweiten Lieferungen entfielen. Die Lieferungen in alle anderen Regionen gingen zurück. China blieb mit einem Anteil von 82 % an den Gesamtlieferungen der weltweit größte Investor.

Veredlungsmaschinen
Im Segment „kontinuierliche Gewebehandlung“ stieg die Zahl der ausgelieferten Spannrahmen um +22 % von 1.833 Einheiten im Jahr 2023 auf 2.230 Einheiten im Jahr 2024. Diese Zahl beinhaltet eine Schätzung der Gesamtzahl der Spannrahmen, die von Unternehmen ausgeliefert wurden, die nicht an der ITMF-Umfrage teilgenommen haben. Die teilnehmenden Unternehmen meldeten gemischte Ergebnisse für alle anderen Maschinen in dieser Kategorie (zwischen einem Rückgang von -53 % für Färben – Linie, CPB und einem Anstieg von +390 % für Färben – Linie, Hotflue). Im Segment „diskontinuierliche Gewebe” sank die Zahl der 2024 ausgelieferten „Jigger-Färbemaschinen/Balkfärbemaschinen” um -44 % auf 371 Einheiten. Die Auslieferungen von „Luftstrahlfärbemaschinen” und „Überlauf-Färbemaschinen” stiegen um +18 % auf 907 Einheiten bzw. um 5 % auf 2’221 Einheiten.

Quelle:

International Textile Manufacturers Federation

Erstes Poloshirt aus dreifach recycelter Cellulosefaser Foto Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V.
17.06.2025

Expo 2025 in Osaka: Erstes Poloshirt aus dreifach recycelter Cellulosefaser

Auf der Weltausstellung in Japan präsentierte das Thüringer Forschungsinstitut TITK Rudolstad ein Poloshirt aus einer dreifach recycelten Cellulosefaser. Bei der verwendeten Faser handelt es sich zudem um die TITK-Innovation Lyohemp® – die erste Lyocellfaser, die aus Hanfzellstoff gefertigt wird.

Auf der Weltausstellung in Japan präsentierte das Thüringer Forschungsinstitut TITK Rudolstad ein Poloshirt aus einer dreifach recycelten Cellulosefaser. Bei der verwendeten Faser handelt es sich zudem um die TITK-Innovation Lyohemp® – die erste Lyocellfaser, die aus Hanfzellstoff gefertigt wird.

Der geschäftsführende Direktor des TITK, Benjamin Redlingshöfer, trug das Poloshirt am 17. Juni auf der Expo in Osaka. Während der Ländertage Thüringen wurde er im Bühnenprogramm von Moderator Marco Schreyl interviewt. Dabei zeigte Redlingshöfer sichtlich stolz sein Poloshirt mit dem Aufdruck „300% Recycling“. Soll heißen: Das Shirt besteht aus einer Faser, die zum ersten Mal drei Aufbereitungsprozesse nacheinander überstanden hat. Und zwar so gut, dass sie problemlos zu einem modischen Poloshirt bester Tragequalität verarbeitet werden konnte. „Mit unserer 300%-Recycling-Faser zeigen wir, dass geschlossene textile Recyclingkreisläufe dank unserer Technologie realisierbar sind“, sagt Redlingshöfer. „Diese Innovation beweist, dass wir Recycling in der Textilindustrie auf ein völlig neues Niveau heben können.“ 

Sofern Textilien überhaupt recycelt werden, findet dabei oft ein so genanntes Downcycling statt. Das heißt, aus den ursprünglich hochwertigen Textilfasern werden im Rahmen des stofflichen Recyclings qualitativ weniger anspruchsvolle textile Produkte hergestellt. Das am TITK verfolgte Faser-zu-Faser-Recycling zielt indes darauf ab, aus einer hochwertigen Textilfaser eine Recycling-Faser mit einem genauso hohen Qualitätsniveau und genauso guten Nutzungseigenschaften zu erzeugen. Aber auch bei diesen Recyclingkreisläufen werden bisher oft nur 20 bis 40 Prozent Rezyklate einem größeren Anteil von Neuware („Virgin grade“) beigemischt. 

„Das TITK konnte nun eindrucksvoll demonstrieren, dass nicht nur ein hundertprozentiges Recycling von Cellulosefasern möglich ist, sondern dass man diesen Prozess sogar dreimal in Folge nutzen kann, ohne bei der Faser Abstriche bei gewünschten Merkmalen wie einem angenehmen, weichen Griff, einem leichten Glanz und einer sehr guten, gleichmäßigen Anfärbbarkeit machen zu müssen“, so Redlingshöfer. 

Recyclingprozess ist auch auf Baumwolle anwendbar
Das Ergebnis sei ein vollwertiges, nachhaltiges Produkt, das nun den Standard für zukünftige Recyclingprozesse in der Bekleidungsindustrie setze. Damit lasse sich der Verbrauch neuer Virgin-grade-Fasern in Zukunft drastisch reduzieren. Gelungen sei diese herausragende Innovation dank einer weiteren Anpassung des am Institut etablierten, sehr robusten Lyocellprozesses – konkret in Bezug auf die Zellstoffgewinnung und -vorbehandlung, sagt Redlingshöfer. „Dieser Recyclingkreislauf lässt sich prinzipiell auch auf Baumwollfasern als Ausgangsrohstoff anwenden.“ Das TITK lädt Industriepartner ein, gemeinsam an der Weiterentwicklung und Implementierung dieser Technologien zu arbeiten. 

Unter der Flagge des am Rudolstädter Institut gegründeten und derzeit im Aufbau befindlichen Demonstration and Innovation Center for Textile Circular Economy (DICE) werden schon jetzt Entwicklungen zum ganzheitlichen Recycling von Textilien vorangetrieben. Dabei übertragen die Forscher des TITK Erkenntnisse aus dem Projekt des Lyohemp®-Recyclings nun auf so genannte Polycotton-Textilien, wobei zusätzlich eine Trennung der beiden Stoffströme aus synthetischen und cellulosischen Fasern erfolgt, um diese dann wieder in einer Materialqualität zum Faserspinnen zu vereinen (Faser-zu-Faser- bzw. Fiber-to-Fiber Recycling).

„Allerdings“, so ergänzt der Institutsleiter, „dürfen wir uns nicht allein darauf verlassen, dass technologische Lösungen uns vom verantwortungsvollen Umgang mit unseren Ressourcen freisprechen.“ Aus gutem Grund stünden bei der in der Kreislaufwirtschaft häufig genannten RRR-Regel noch zwei weitere R vor dem Recycling: Reduce und Reuse – auf Deutsch: weniger verbrauchen und mehr wiederverwenden. Redlingshöfer: „Nur in Kombination mit einem bewussteren Umgang mit unseren Rohstoffen werden wir einen signifikanten Beitrag zu einer praxistauglichen Nachhaltigkeit leisten können.“ 

Quelle:

Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V.

THEME 2: SPIRITUS. THEME 2: SPIRITUS. Julian Miholics. Pigeon Griffin, 2024. Cone 5.5 stoneware, underglaze, glaze. julianmiholics.com – @julianmiholics
10.06.2025

Trends: H/W 2026-2027 Inspiration von der Texworld Apparel Sourcing Paris

Nova Fabula, das Texworld Apparel Sourcing Paris Trendbuch, das vom 15. bis 17. September 2025 in Le Bourget vorgestellt wird, ist eine sinnliche und zukunftsweisende Erzählung, die als Inspiration für die Herbst-/Winterkollektionen 2026-2027 dienen soll.

Die Zukunft der Mode wird in der Gegenwart geschrieben. In einer Zeit, in der die Branche danach strebt, Fantasie, Nachhaltigkeit und Emotionen in Einklang zu bringen, stellt Texworld Apparel Sourcing Paris ihr jüngstes Trendbuch vor - ein tiefes Eintauchen in die aufkommenden Stilgeschichten von morgen. Kuratiert von den Art-Direktoren Louis Gérin und Grégory Lamaud vor dem Hintergrund unterschiedlicher Realitäten - technologischer Fortschritt, Klimakatastrophe und der Wunsch nach Wiederverzauberung - bietet Nova Fabula eine aufschlussreiche Lektüre subtiler Signale, die von einem Kollektiv aus Stylisten, Designern, Schriftstellern, bildenden Künstlern und Farbexperten erkannt wurden.

Nova Fabula, das Texworld Apparel Sourcing Paris Trendbuch, das vom 15. bis 17. September 2025 in Le Bourget vorgestellt wird, ist eine sinnliche und zukunftsweisende Erzählung, die als Inspiration für die Herbst-/Winterkollektionen 2026-2027 dienen soll.

Die Zukunft der Mode wird in der Gegenwart geschrieben. In einer Zeit, in der die Branche danach strebt, Fantasie, Nachhaltigkeit und Emotionen in Einklang zu bringen, stellt Texworld Apparel Sourcing Paris ihr jüngstes Trendbuch vor - ein tiefes Eintauchen in die aufkommenden Stilgeschichten von morgen. Kuratiert von den Art-Direktoren Louis Gérin und Grégory Lamaud vor dem Hintergrund unterschiedlicher Realitäten - technologischer Fortschritt, Klimakatastrophe und der Wunsch nach Wiederverzauberung - bietet Nova Fabula eine aufschlussreiche Lektüre subtiler Signale, die von einem Kollektiv aus Stylisten, Designern, Schriftstellern, bildenden Künstlern und Farbexperten erkannt wurden.

Gedacht als Instrument zur Trendvorhersage und kreativen Inspiration, legt diese Ausgabe den Grundstein für eine neue Art des Marken-Storytellings, das sich an den Schlüsselwerten orientiert, die das Jahr 2025 prägen werden: Kreislaufwirtschaft, emotionale Resonanz, langsamere Produktionsrhythmen, Hybridisierung von Genres und Disziplinen sowie die Macht der Erzählung, sowohl individuell als auch kollektiv. Wie es in der ersten Zeile von Nova Fabula heißt: „Alles beginnt mit einer Geschichte. Es ist das Erzählen von Geschichten, das uns vorwärts bringt.

Die vier kreativen Universen von Nova Fabula 
Nova Fabula ist als ein Atlas “möglicher Zukünfte” konzipiert und umfasst vier Hauptthemen, die jeweils von einer narrativen und einer sensorischen Spannung getragen werden. Für jedes Thema gibt es drei “Star-Farben“, die die Farbgeschichte der Saison verankern und durch sechs Zwischentöne ergänzt werden, die die Kernpaletten der Saison formen. Sorgfältig ausgewählte Stoffe und kühne Farbentscheidungen erwecken jedes Universum zum Leben und bieten den Designern den Raum, Kollektionen zu entwerfen, die von Emotionen, Erinnerungen und Utopien durchdrungen sind.

#1 Natura
Dieses erste Universum zelebriert die Rückkehr zum Lebendigen als kreative Matrix. Die Texturen fühlen sich organisch an, die Farbtöne sind mineralisch, und die Silhouetten bieten Schutz. Die Natur ist nicht nur eine Kulisse - sie wird zur primären Sprache der Inspiration. Die Materialien sind roh, aber die Muster bleiben fließend. Hier wird die Mode zu einem Biotop: ein Raum für Fürsorge, Widerstandsfähigkeit und Regeneration.

#2 Spiritus
Dieses Thema eröffnet eine zeitgenössische spirituelle Spurensuche. Erwarten Sie durchsichtige Stoffe, dämmerungsähnliche Töne und subtile rituelle Symbole. In diesem Universum beschwört die Mode das Heilige herauf und verwandelt Kleidungsstücke in symbolische Objekte. „Inneres Erwachen“ wird zum Kontrapunkt zur Hyperkonnektivität, ausgedrückt durch eine ätherische und mystische Ästhetik, mit luftigen, durchscheinenden Textilien, die reich an symbolischer Bedeutung sind.

#3 Philosophia
Diese Ausrichtung ermutigt zu kritischem Denken und wachem Bewusstsein. Ein Aufruf zum Überdenken, Hinterfragen und Widerstehen. Ästhetische Entscheidungen werden zu intellektuellen Übungen: fragmentierte Formen, skulpturale Grautöne und visuelle Spannung. Texturen laden zum Nachdenken ein, mit Asymmetrien und einem Gefühl der Schwere in den Tönen. Die Mode wird zu einem Medium des Denkens - hier trifft die bildende Kunst auf den politischen Diskurs.

#4 Scientia
Die letzte Welt erforscht die Verbindung von Wissen - aufgeklärt, nicht dominant - und Innovation. Denken Sie an synthetische Farben, technologische Effekte, modulares Design, geometrische Muster und fortschrittliche Oberflächen. Dieses Universum stellt unsere Fähigkeit in Frage, Wissenschaft ohne Beherrschung zu schaffen. Eine Hommage an die sanfte, verantwortungsvolle Technologie, inspiriert von der lebendigen Welt.

Quelle:

Texworld Apparel Sourcing Paris, Messe Frankfurt 

Foto Barbara, Pixabay, KI-generiert
03.06.2025

Alte Socken werden für die Stahlindustrie zu Biokohle

Lumpen und unbrauchbare Textilabfälle können beim Übergang zu einer fossilfreien Stahlindustrie helfen. Das ist das Ziel eines neuen Innovationsprojekts des Science Park Borås an der Universität Borås, bei dem ausgediente Textilien zu Biokohle verarbeitet werden sollen.

Der Großteil unserer Textilabfälle wurde in der Vergangenheit verbrannt, anstatt wiederverwendet oder recycelt zu werden. In den Textilströmen gibt es immer minderwertiges, zerfleddertes Material, zu dem die schwedischen Kommunen nun viele Fragen erhalten: Was sollen wir mit unseren alten Socken machen?

Heute fällt diese Art von Material als Reststoff an, der die Sortieranlagen überlastet, ohne einen Nutzen zu generieren. Durch das Aussortieren des schlechtesten Materials, dessen Umwandlung in Biokohle und dessen Verwendung in industriellen Prozessen hofft das Projekt, neue Arten von Rohmaterialien für die Stahlindustrie zu schaffen.

Lumpen und unbrauchbare Textilabfälle können beim Übergang zu einer fossilfreien Stahlindustrie helfen. Das ist das Ziel eines neuen Innovationsprojekts des Science Park Borås an der Universität Borås, bei dem ausgediente Textilien zu Biokohle verarbeitet werden sollen.

Der Großteil unserer Textilabfälle wurde in der Vergangenheit verbrannt, anstatt wiederverwendet oder recycelt zu werden. In den Textilströmen gibt es immer minderwertiges, zerfleddertes Material, zu dem die schwedischen Kommunen nun viele Fragen erhalten: Was sollen wir mit unseren alten Socken machen?

Heute fällt diese Art von Material als Reststoff an, der die Sortieranlagen überlastet, ohne einen Nutzen zu generieren. Durch das Aussortieren des schlechtesten Materials, dessen Umwandlung in Biokohle und dessen Verwendung in industriellen Prozessen hofft das Projekt, neue Arten von Rohmaterialien für die Stahlindustrie zu schaffen.

„Das Projekt zielt darauf ab, 'das schlechteste Material' zu nutzen und verbindet technische Innovation mit der Entwicklung von Strategien, um Material zwischen verschiedenen Branchen zirkulieren zu lassen“, sagte Birgitta Losman, Projektmanagerin an der Universität Borås.

Branchen verbinden
Das Projekt wurde gemeinsam von Akteuren aus der schwedischen Textil- und Stahlindustrie ins Leben gerufen und umfasst Teilnehmer aus der gesamten Wertschöpfungskette:

  • Das kommunale Unternehmen Borås Energi & Miljö wird etwa 100 kg Lumpen aus seiner Pilotanlage für die Textilsortierung in Borås aussortieren.
  • Das Material wird dann an die Test- und Demonstrationsanlage des schwedischen Forschungsinstituts (RISE) in Piteå geschickt, wo die Textilabfälle durch sogenannte langsame Pyrolyse in Biokohle umgewandelt werden (bei der Pyrolyse wird das organische Material in einer inerten Atmosphäre bei Temperaturen von etwa 500–800 °C zersetzt).
  • Das Produkt – Biokohle – wird an den Metallpulverhersteller Höganäs AB geliefert, wo es als mögliches Reduktionsmittel für die Herstellung von Eisenschwamm evaluiert wird. Biokohle ist ein wichtiger Bestandteil der Maßnahmen des Unternehmens zur schrittweisen Abschaffung fossiler Rohstoffe.
  • Das Modeunternehmen Kappahl ist Initiator des Projekts und bringt als ursprünglicher Hersteller in der Wertschöpfungskette sein Materialwissen ein.

„Für uns als Marke ist dies ein wichtiges Innovationsprojekt, um sicherzustellen, dass die bevorstehende erweiterte Herstellerverantwortung (EPR) für Textilien ökologische Vorteile mit sich bringt“, sagte Sandra Roos, Vizepräsidentin für Nachhaltigkeit bei der Kappahl Group.

Biokohle ersetzt fossile Materialien
Laut dem schwedischen Umweltforschungsinstitut (IVL) werden in Schweden jährlich etwa 3 Millionen Tonnen fossile Kohle verbraucht, davon etwa 70 Prozent für die Eisen- und Stahlproduktion. Die Suche nach neuen Rohstoffen auf der Grundlage von Abfallströmen für die nachhaltige Produktion von Biokohle ist eine Chance, sowohl große Klimavorteile zu erzielen als auch die Ressourcennutzung in der Gesellschaft zu verbessern und gleichzeitig die Verfügbarkeit von Biokohle zu einem attraktiven Preis zu erhöhen, so Pontus Hydén, technischer Experte bei Höganäs AB.

„Dieses Projekt ist spannend, da es eine Zusammenarbeit zwischen zwei Branchen schafft, zwischen denen normalerweise kein großer Austausch von Materialströmen stattfindet„, sagte Pontus Hydén.

Bei RISE in Piteå gibt es flexible Testanlagen für den Pyrolyseprozess, mit dem Textilabfälle in Biokohle umgewandelt werden.

“In diesem Projekt tragen wir zum Übergang zur Kreislaufwirtschaft bei, indem wir Textilabfälle in nutzbare Produkte umwandeln“, sagte Ann-Christine Johansson, Forscherin bei RISE.

Hilfreich für Kommunen – und Bürger
Science Park Borås wird das Projekt koordinieren und sich an der Entwicklung von Strategien für den Materialkreislauf auf lokaler und nationaler Ebene beteiligen. Das Projekt steht auch im Zusammenhang mit der nationalen Arbeit der Universität Borås im Rahmen des Regierungsauftrags „Textile & Fashion 2030“ und dem Innovationsprojekt „System Demonstrator for a Sustainable Textile System“.

„Wir hoffen, dass das Projekt uns Erfahrungen und Kenntnisse sowohl im Bereich der technischen Innovation als auch in politischen Fragen vermitteln wird, die langfristig die Kommunen bei ihrer Aufgabe der Sammlung und Verwertung von Textilabfällen unterstützen werden“, sagte Birgitta Losman.

Bei Borås Energi & Miljö, das kürzlich seine Pilotanlage für die Textilsortierung in Borås in Betrieb genommen hat, hofft man vor allem, den Einwohnern eine Antwort auf ihre ewige Frage geben zu können.

„Alle fragen sich, was sie mit ihren alten Socken machen sollen – bald können wir ihnen vielleicht sagen, dass sie diese richtig sortieren sollen, damit sie zu Stahl werden können“, sagte Felicia Fernstedt von Borås Energi & Miljö.

Über das Projekt
Das Projekt „Alte Socken werden zu Biokohle in der Stahlindustrie“ im Wissenschaftspark Borås an der Universität Borås soll in Praxistests zeigen, wie die kürzlich in Schweden eingeführte Verordnung zur kommunalen Verantwortung für die Sammlung von Textilabfällen in Kombination mit einer bahnbrechenden Technologie genutzt werden kann. Diese Technologie ermöglicht es, Textilabfälle durch Pyrolyse in Biokohle für die Bedürfnisse der Stahlindustrie umzuwandeln. Dies liefert einen Kontext für das breitere Regulierungsumfeld, das derzeit einem raschen Wandel unterliegt.

Das Projekt läuft von April 2025 bis April 2026 und wird von Vinnova finanziert.

Quelle:

University of Borås

Die Glasfasern sind in regelmäßigen Abständen durch das Gewebe gewebt (links). Ein Sender (T) leitet akustische Wellen durch die Glasfasern, während der Empfänger (R) die Wellen am anderen Ende misst. Integration von Sono-Textilien zur Herstellung intelligenter T-Shirts (rechts). Grafik: Yingqiang Wang / ETH Zürich
27.05.2025

Mit Schallwellen zum smarten T-Shirt

Neue smarte Textilien von Forschenden der ETH Zürich setzen auf akustische Wellen und Glasfasern, um präzise Messungen zu ermöglichen. Sie sind leicht, atmungsaktiv und kostengünstig und bieten ein großes Potenzial für Medizin, Sport und Alltag.

Neue smarte Textilien von Forschenden der ETH Zürich setzen auf akustische Wellen und Glasfasern, um präzise Messungen zu ermöglichen. Sie sind leicht, atmungsaktiv und kostengünstig und bieten ein großes Potenzial für Medizin, Sport und Alltag.

  • Forschende der ETH Zürich haben smarte Textilien entwickelt, die akustische Wellen statt Elektronik nutzen, um Berührungen, Druck und Bewegungen präzise zu messen.
  • Die sogenannten Sono-Textilien arbeiten mit Glasfasern, die Schallwellen leiten; dank unterschiedlichen Frequenzen ist die Datenverarbeitung effizient.
  • Mögliche Anwendungen reichen von der Überwachung der Atmung bei Asthmapatienten über die Verbesserung von Bewegungsabläufen im Sport bis zur Übersetzung von Gebärdensprache.

Stellen Sie sich vor, Sie tragen ein T-Shirt, das Ihre Atemfrequenz misst, oder Handschuhe, die Ihre Handbewegungen in Befehle für den Computer übersetzen. Forschende der ETH Zürich unter der Leitung von Daniel Ahmed, Professor für Akustische Robotik für Biowissenschaften und Gesundheitswesen, haben die Grundlagen für solche smarten Textilien geschaffen. Anders als viele bisherige Entwicklungen in diesem Bereich, die dafür meist Elektronik benutzen, setzen die ETH-Forschenden auf akustische Wellen, die durch Glasfasern geleitet werden. Das macht die Messungen präziser und die Textilien leichter und atmungsaktiver und besser waschbar. "Zudem sind sie kostengünstig, da wir leicht zugängliches Material verwenden, und der Stromverbrauch ist sehr gering", sagt Ahmed.

Akustische Sensoren im Stoff
Die Forschenden nennen ihre Entwicklung Sono-Textilien. Dabei haben sie normale Stoffe in smarte Sensoren verwandelt, die auf Berührungen, Druck und Bewegungen reagieren. "Es gab zwar bereits Forschung zu smarten Textilien auf Akustikbasis, aber wir sind die Ersten, die Glasfasern in Kombination mit Signalen, die unterschiedliche Frequenzen verwenden, erprobten", erklärt Yingqiang Wang, Erstautor der in der Fachzeitschrift Nature Electronics veröffentlichten Studie.

Die Forschenden haben Glasfasern in regelmäßigen Abständen durch den Stoff gewebt. An deren einem Ende befindet sich ein kleiner Sender, der Schallwellen aussendet. Das andere Ende aller Glasfasern mündet in einen Empfänger, der misst, ob sich die Wellen verändert haben.

Jeder Sender arbeitet mit einer anderen Frequenz. So lässt sich mit wenig Rechenleistung erkennen, auf welcher Glasfaser sich die Schallwellen verändert haben. Bisherige smarte Textilien kämpften oft mit Problemen der Datenüberlastung und Signalverarbeitung, da jede Sensorstelle einzeln ausgewertet werden musste. "Zukünftig könnten die Daten in Echtzeit direkt an einen Computer oder ein Smartphone gesendet werden", sagt Ahmed.

Wird eine Glasfaser bewegt, verändert sich die Länge der durch sie fließenden akustischen Wellen, da sie an Energie verlieren. Bei einem T-Shirt kann das durch die Körperbewegung oder auch durch die Atmung geschehen. "Wir haben Frequenzen um die 100 Kilohertz im Ultraschallbereich verwendet – weit außerhalb des menschlichen Hörbereichs, der zwischen 20 Hertz und 20 Kilohertz liegt", betont Wang.

Vielseitig einsetzbar
Die Forschenden haben im Labor gezeigt, dass ihr Konzept funktioniert. In Zukunft könnten Sono-Textilien in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden: Als Hemd oder T-Shirt könnten sie die Atmung von Asthmapatienten überwachen und im Notfall warnen.

Im Sporttraining und bei der Leistungsüberwachung könnten Sportlerinnen und Sportler eine Echtzeit-Analyse ihrer Bewegungen erhalten, um ihre Leistung zu optimieren und Verletzungen vorzubeugen. Auch für Gebärdensprache bieten die Textilien Potenzial: Handschuhe mit dieser Technologie könnten Handbewegungen simultan in Text oder Sprache übersetzen. Zudem könnten sie in Virtual- oder Augmented-Reality-Umgebungen eingesetzt werden.

"Sono-Textilien könnten sogar die Körperhaltung einer Person messen und als Hilfstechnologie die Lebensqualität verbessern", ergänzt Chaochao Sun, der ebenfalls Erstautor der Studie ist. Menschen, die ihre Körperhaltung verbessern möchten, könnten so gezieltes Feedback erhalten, um Fehlhaltungen zu korrigieren. Auch im Rollstuhl könnten die Textilien anzeigen, wann ein Umsetzen nötig ist, um Druckgeschwüren vorzubeugen.

Auch wenn die Alltagstauglichkeit der Sono-Textilien potenziell sehr hoch ist, ergänzt Ahmed, dass es mit Blick auf die praktische Anwendung noch Verbesserungspotenzial gibt. Glasfasern als Schallleiter waren im Labor ideal, aber im Alltag können sie möglicherweise brechen. "Das Schöne ist, dass wir die Glasfasern leicht durch Metall ersetzen können. Schall breitet sich auch effektiv durch Metall aus", erklärt Ahmed und ergänzt: "Wir möchten unsere Forschung in diese Richtung und auch auf weitere Anwendungen ausweiten." Als Nächstes wollen die Forschenden das System robuster gestalten und prüfen, wie sich die Elektronik besser in die Textilien integrieren lässt.

ein berührungssensitives Haarband Hybrid Body Lab/Provided
19.05.2025

Pflanzen zum Anziehen: LivingLoom webt Samen in Textilien

Die Beziehung des Menschen zu Pflanzen ist weitgehend zweckorientiert und dient unseren Bedürfnissen. In der Regel essen wir sie oder stellen Dinge aus ihnen her.
 
Forscher des College of Human Ecology (CHE) haben einen Design- und Herstellungsansatz entwickelt, der diese Lebewesen zu Begleitern des Menschen macht. Die Samen werden in Hydrogelmaterial eingewebt, das unter anderem für Haarbänder, Armbänder, Hüte und Sandalen verwendet wird. Die Samen wachsen bei richtiger Pflege zu Sprossen heran.

Die Beziehung des Menschen zu Pflanzen ist weitgehend zweckorientiert und dient unseren Bedürfnissen. In der Regel essen wir sie oder stellen Dinge aus ihnen her.
 
Forscher des College of Human Ecology (CHE) haben einen Design- und Herstellungsansatz entwickelt, der diese Lebewesen zu Begleitern des Menschen macht. Die Samen werden in Hydrogelmaterial eingewebt, das unter anderem für Haarbänder, Armbänder, Hüte und Sandalen verwendet wird. Die Samen wachsen bei richtiger Pflege zu Sprossen heran.

„Während des größten Teils der Menschheitsgeschichte haben wir Seite an Seite mit Pflanzen gelebt, sie wurden von den Menschen genutzt, um sie als Nahrung zu verwenden oder zu Garnen für Stoffe zu spinnen“, sagt Cindy Hsin-Liu Kao, außerordentliche Professorin für Human Centered Design (CHE). „Wir sind wirklich daran interessiert, darüber nachzudenken, was es bedeuten könnte, wenn wir eine wechselseitige, kollaborative Beziehung zu Pflanzen aufbauen könnten. Könnte uns dies dabei helfen, unsere Beziehungen zur Umwelt neu zu gestalten und eine nachhaltigere Zukunft anzustreben?"

Ein berührungssensitives Haarband gehört zu den potenziellen Anwendungen von LivingLoom, einem Designforschungs- und Herstellungskonzept, das lebende Pflanzen in Textilien integriert. Weitere Anwendungen sind ein schützender Hut, ein Gartenkissen, eine gewebte Tasche aus Rattan und Sandalen, die zu Aktivitäten im Freien anregen.

Jingwen Zhu, Doktorand im Bereich Human Behavior Design, ist der Hauptautorin von “LivingLoom: Investigating Human-Plant Symbiosis Through Integrating Living Plants Into (E-)Textiles", das am 25. April veröffentlicht und von Zhu auf der Association for Computing Machinery Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '25) vom 26. April bis 1. Mai in Yokohama, Japan, vorgestellt wurde. Die Arbeit wurde auf der Konferenz mit dem Best Paper Award ausgezeichnet, eine Auszeichnung, die den besten 1 % der eingereichten Arbeiten vorbehalten ist.

LivingLoom ist eine Erweiterung eines Prototyping-Ansatzes namens Eco-Threads, der im Hybrid Body Lab von Kao entwickelt wurde. EcoThreads umfasst zwei Herstellungsmethoden - Nassspinnen und Fadenbeschichtung - zur Herstellung funktionaler Garne aus Biomaterialien.

Beim Nassspinnen werden Polymere in ein Koagulationsbad extrudiert, wo sich das Polymer zu Fasern verfestigt. Der entscheidende Unterschied bei LivingLoom: Chia-Samen werden in die Spinnlösung, ein Hydrogel, eingearbeitet, so dass das entstehende Garn Samen enthält, die bei richtiger Pflege wachsen können.

Die Garne, in die das Saatgut eingebettet ist, werden dann mit einem digitalen Jacquard-Webstuhl zu Textilien verwoben, die neuartige Textilstrukturen bilden, die Wasser speichern und die Wurzeln unterstützen. Durch diesen Prozess werden die Samen mit Nährstoffen, Wachstumsraum und Wasser ausgestattet und wachsen dann in pflanzenintegrierten Textilien.

Kao und ihre Gruppe führten eine tagebuchbasierte Nutzerstudie durch, um herauszufinden, wie Menschen pflanzliche Textilien im Alltag tragen und pflegen würden. Die Forscher rekrutierten 10 Teilnehmer, die drei Tage lang ein LivingLoom-Armband trugen und ihre Beobachtungen aufzeichneten. Das Experiment wurde im Spätsommer durchgeführt, so dass die Teilnehmer während der Teilnahme kurze Ärmel tragen konnten.

Die Teilnehmer wurden gebeten, das Armband drei Tage lang täglich zwei bis acht Stunden zu tragen. Danach gaben sie die Armbänder zurück und wurden vom Forschungsteam befragt. Wenn der Benutzer das Gerät abnahm, legte er es in einen Behälter, um die wachsenden Pflanzen zu schützen.

Laut Zhu sagten mehrere der Teilnehmer, dass sie bereits Erfahrung mit der Pflege von Zimmerpflanzen hätten, aber „das war das erste Mal, dass es sich um ein Wearable handelte, so dass die Nähe sehr eng war und tatsächlich eine sehr intime Beziehung zu der Pflanze entstand“. Andere beschrieben die Symbiose zwischen ihnen und der Pflanze: Wenn die Pflanze zum Beispiel Wasser brauchte, durften auch sie etwas trinken.

Die Teilnehmer würden auch am Morgen nach einer guten Nachtruhe Parallelen feststellen. „Sie setzten die Pflanzen nachts wieder in den Container“, sagte Zhu, "und am Morgen stellten sie fest, dass die Pflanzen größer geworden waren. Das war so ähnlich, wie wenn sie sich durch ausreichend Ruhe wieder aufladen würden.“

Kao sagte, dass Zimmerpflanzen während der Pandemie immer beliebter wurden, da die Menschen mehr Zeit zu Hause verbrachten, aber die Nähe zwischen dem Träger und dem LivingLoom macht die Beziehung noch enger. „Man hat diese lebenden Pflanzen, diese lebenden Dinge, direkt auf der Hautoberfläche und ich denke, dass wir diese Erfahrung nur selten machen“, sagte sie.

Die Beziehung wurde für einige Teilnehmer emotional, meinte Zhu.

„Eine Teilnehmerin sagte, dass sie sich verbunden fühlte, als sie aufwachte und sah, dass die Sprossen wirklich gut wuchsen“, sagte sie. "Und eine Teilnehmerin bemerkte, dass sie sehr traurig gewesen sei, als eine der Sprossen abfiel, weil sie so nah an ihrem Körper war und sie sich dadurch sehr verbunden fühlte.

Zu den anderen potenziellen Einsatzmöglichkeiten der LivingLoom sagte Zhu: „Viele Leute waren der Meinung, dass der Hut und das Haarband sehr sinnvoll seien, da es sich um einen Bereich handelt, in dem die Menschen von Natur aus dekorative Accessoires tragen, die sie bei ihrer Tätigkeit nicht wirklich stören, und der von Natur aus dem Sonnenlicht ausgesetzt ist.“

Kao sagte, dass die LivingLoom auch in der digitalen Landwirtschaft und Lebensmittelwissenschaft Anwendung finden könnte. „Zusätzlich zum Saatgut können wir digitale Spuren und in das Garn eingebettete Sensoren einflechten, die zum Beispiel für die automatische Überwachung des Bodenzustands verwendet werden könnten“, sagte sie. „Es gibt ein großes Potenzial an Anwendungsfällen - nicht nur im Bereich der Wearables, sondern auch für unsere Umwelt.“

Weitere Co-Autoren sind Samantha Chang und Ruth Zhao, eine Studentin an der University of Pennsylvania.

Dieses Projekt wurde von der National Science Foundation, dem Cornell Atkinson Center for Sustainability Academic Venture Fund und dem College of Human Ecology Faculty Sustainability Research Grant unterstützt.

Quelle:

Tom Fleischman, Cornell Chronicle

Foto Ahtziri Lagarde auf Unsplash
05.05.2025

Jugendliche, die länger schlafen, schneiden bei kognitiven Tests besser ab

Jugendliche, die länger - und früher - schlafen als ihre Altersgenossen, haben tendenziell eine bessere Gehirnfunktion und schneiden bei kognitiven Tests besser ab, wie Forscher aus dem Vereinigten Königreich und China herausgefunden haben.

Die Studie mit Jugendlichen in den USA zeigte aber auch, dass selbst diejenigen mit besseren Schlafgewohnheiten nicht die für ihre Altersgruppe empfohlene Schlafdauer erreichten.

Der Schlaf spielt eine wichtige Rolle für das Funktionieren unseres Körpers. Man geht davon aus, dass während des Schlafs Giftstoffe, die sich in unserem Gehirn angesammelt haben, abgebaut und die Gehirnverbindungen gefestigt und gestutzt werden, wodurch Gedächtnis, Lernfähigkeit und Problemlösungsfähigkeit verbessert werden. Außerdem stärkt Schlaf nachweislich unser Immunsystem und verbessert unsere geistige Gesundheit.

Jugendliche, die länger - und früher - schlafen als ihre Altersgenossen, haben tendenziell eine bessere Gehirnfunktion und schneiden bei kognitiven Tests besser ab, wie Forscher aus dem Vereinigten Königreich und China herausgefunden haben.

Die Studie mit Jugendlichen in den USA zeigte aber auch, dass selbst diejenigen mit besseren Schlafgewohnheiten nicht die für ihre Altersgruppe empfohlene Schlafdauer erreichten.

Der Schlaf spielt eine wichtige Rolle für das Funktionieren unseres Körpers. Man geht davon aus, dass während des Schlafs Giftstoffe, die sich in unserem Gehirn angesammelt haben, abgebaut und die Gehirnverbindungen gefestigt und gestutzt werden, wodurch Gedächtnis, Lernfähigkeit und Problemlösungsfähigkeit verbessert werden. Außerdem stärkt Schlaf nachweislich unser Immunsystem und verbessert unsere geistige Gesundheit.

In der Pubertät ändert sich unser Schlafverhalten. Wir neigen dazu, später ins Bett zu gehen und weniger zu schlafen, was sich auf unsere innere Uhr auswirkt. All dies fällt mit einer Phase zusammen, in der sich unsere Gehirnfunktion und unsere kognitive Entwicklung stark entwickeln. Die American Academy of Sleep Medicine gibt an, dass die ideale Schlafdauer in dieser Zeit zwischen acht und 10 Stunden liegt.

Professor Barbara Sahakian von der Abteilung für Psychiatrie an der Universität Cambridge sagte: "Während wir jedoch viel über den Schlaf im Erwachsenenalter und im späteren Leben wissen, wissen wir erstaunlich wenig über den Schlaf im Jugendalter, obwohl dies eine entscheidende Zeit in unserer Entwicklung ist. Wie lange schlafen junge Menschen zum Beispiel, und welche Auswirkungen hat dies auf ihre Gehirnfunktion und kognitive Leistung?

Studien, die sich mit der Frage beschäftigen, wie viel Schlaf Jugendliche bekommen, beruhen in der Regel auf Selbstauskünften, die ungenau sein können. Um dies zu umgehen, hat ein Team unter der Leitung von Forschern der Fudan-Universität in Shanghai und der Universität Cambridge Daten aus der Adolescent Brain Cognitive Development (ABCD)-Studie herangezogen, der größten Langzeitstudie zur Gehirnentwicklung und Gesundheit von Kindern in den Vereinigten Staaten.

Im Rahmen der ABCD-Studie wurden mehr als 3.200 Jugendliche im Alter von 11-12 Jahren mit FitBits ausgestattet, die es den Forschern ermöglichten, objektive Daten über ihr Schlafverhalten zu erheben und sie mit Gehirnscans und Ergebnissen kognitiver Tests zu vergleichen. Das Team überprüfte seine Ergebnisse an zwei weiteren Gruppen von 13- bis 14-Jährigen mit insgesamt etwa 1 190 Teilnehmern. Die Ergebnisse sind in Cell Reports veröffentlicht.

Das Team stellte fest, dass die Jugendlichen grob in drei Gruppen eingeteilt werden können:

  • Gruppe Eins, die etwa 39 % der Teilnehmer ausmachte, schlief durchschnittlich 7 Stunden und 10 Minuten. Sie gingen in der Regel am spätesten ins Bett, schliefen am frühesten ein und wachten am frühesten auf.
  • Gruppe Zwei, die 24 % der Teilnehmer ausmachte, schlief durchschnittlich 7 Stunden und 21 Minuten. Sie wiesen durchschnittliche Werte für alle Schlafmerkmale auf.
  • Gruppe Drei, die 37 % der Teilnehmer ausmachte, schlief durchschnittlich 7 Stunden und 25 Minuten. Sie gingen tendenziell am frühesten ins Bett, schliefen am schnellsten ein und hatten eine niedrigere Herzfrequenz während des Schlafs.

Obwohl die Forscher keine signifikanten Unterschiede in den schulischen Leistungen zwischen den Gruppen feststellten, schnitt die Gruppe Drei bei kognitiven Tests zu Aspekten wie Wortschatz, Lesen, Problemlösung und Konzentration besser ab als die Gruppe Zwei, die wiederum besser abschnitt als die Gruppe Eins.

Gruppe Drei hatte auch das größte Hirnvolumen und die besten Hirnfunktionen, während Gruppe Eins das kleinste Volumen und die schlechtesten Hirnfunktionen aufwies.

Professor Sahakian sagte: "Obwohl die Unterschiede in der Schlafdauer der einzelnen Gruppen relativ gering waren, nämlich nur etwas mehr als eine Viertelstunde zwischen den besten und den schlechtesten Schläfern, konnten wir dennoch Unterschiede in der Gehirnstruktur und -aktivität sowie in der Leistung bei den Aufgaben feststellen. Das zeigt uns, wie wichtig es ist, in dieser wichtigen Phase des Lebens gut zu schlafen.“

Hauptautor Dr. Qing Ma von der Fudan-Universität sagte: "Unsere Studie kann zwar nicht schlüssig beantworten, ob junge Menschen eine bessere Gehirnfunktion haben und bei Tests besser abschneiden, weil sie besser schlafen, aber es gibt eine Reihe von Studien, die diesen Gedanken unterstützen würden. So hat die Forschung beispielsweise gezeigt, dass sich Schlaf positiv auf das Gedächtnis auswirkt, insbesondere auf die Gedächtniskonsolidierung, die für das Lernen wichtig ist."

Die Forscher untersuchten auch die Herzfrequenzen der Teilnehmer und stellten fest, dass Gruppe Drei die niedrigsten Herzfrequenzen in allen Schlafzuständen aufwies und Gruppe eins die höchsten. Niedrigere Herzfrequenzen sind in der Regel ein Zeichen für eine bessere Gesundheit, während höhere Frequenzen oft mit schlechter Schlafqualität wie unruhigem Schlaf, häufigem Aufwachen und übermäßiger Tagesmüdigkeit einhergehen.

Da es sich bei der ABCD-Studie um eine Längsschnittstudie handelt, d. h. um eine Studie, die die Teilnehmer über einen längeren Zeitraum hinweg verfolgt, konnte das Team zeigen, dass die Unterschiede im Schlafverhalten, in der Gehirnstruktur und -funktion sowie in der kognitiven Leistungsfähigkeit in der Regel zwei Jahre vor und zwei Jahre nach der untersuchten Momentaufnahme vorhanden waren.

Der Hauptautor Dr. Wei Cheng von der Fudan-Universität fügte hinzu: "Angesichts der Bedeutung des Schlafs müssen wir nun untersuchen, warum manche Kinder später ins Bett gehen und weniger schlafen als andere. Liegt es zum Beispiel daran, dass sie Videospiele oder Smartphones spielen, oder ist es einfach so, dass ihre Körperuhren ihnen erst später sagen, dass es Zeit zum Schlafen ist?"

Die Forschung wurde durch das National Key R&D Program of China, die National Natural Science Foundation of China, die National Postdoctoral Foundation of China und das Shanghai Postdoctoral Excellence Program unterstützt. Die ABCD-Studie wird von den National Institutes of Health unterstützt.

Weitere Informationen:
Jugendliche Schlaf kognitive Fähigkeiten
Quelle:

University of Cambridge

Foto kin-shing-lai, Unsplash
27.04.2025

Individualisiertes Hotelzimmer für erhöhte Kundenbindung

Hotelgäste, die ihr Zimmer individuell gestalten können, indem sie die Einrichtung, das Angebot der Snackbar und die Festigkeit ihrer Kissen auswählen, werden mit größerer Wahrscheinlichkeit zu treuen Kunden des Hotels und empfehlen es weiter.
 
Eine neue Studie, die im Cornell Hospitality Quarterly veröffentlicht wurde, kommt zu dem Ergebnis, dass Gäste, die ein gewisses Gefühl des Eigentums an ihrem Hotelzimmer entwickeln, eine stärkere Bindung an die Marke zeigen, nachdem sie ausgecheckt haben. Die Förderung des „psychologischen Eigentums“ an Hotelzimmern bietet eine neue, kosteneffiziente Strategie zur Stärkung der Kundenbindung, sagte Studienkoautorin Suzanne Shu, Dekanin der Fakultät und Forschung am SC Johnson College of Business der Cornell University und John S. Dyson Professor of Marketing an der Charles H. Dyson School of Applied Economics and Management.
 

Hotelgäste, die ihr Zimmer individuell gestalten können, indem sie die Einrichtung, das Angebot der Snackbar und die Festigkeit ihrer Kissen auswählen, werden mit größerer Wahrscheinlichkeit zu treuen Kunden des Hotels und empfehlen es weiter.
 
Eine neue Studie, die im Cornell Hospitality Quarterly veröffentlicht wurde, kommt zu dem Ergebnis, dass Gäste, die ein gewisses Gefühl des Eigentums an ihrem Hotelzimmer entwickeln, eine stärkere Bindung an die Marke zeigen, nachdem sie ausgecheckt haben. Die Förderung des „psychologischen Eigentums“ an Hotelzimmern bietet eine neue, kosteneffiziente Strategie zur Stärkung der Kundenbindung, sagte Studienkoautorin Suzanne Shu, Dekanin der Fakultät und Forschung am SC Johnson College of Business der Cornell University und John S. Dyson Professor of Marketing an der Charles H. Dyson School of Applied Economics and Management.
 
„Diese sehr kleinen Veränderungen, wie z. B. die Möglichkeit, das Zimmer beim Einchecken selbst auszuwählen oder die Aufforderung, die Möbel umzustellen, können große Auswirkungen auf das Gefühl des Besitzes und die Loyalität der Gäste gegenüber dem Hotel haben“, so Shu.

Das Papier „Increasing Hotel Loyalty through Psychological Ownership“ (Erhöhung der Hoteltreue durch psychologisches Eigentum) stützt sich auf vier separate Studien, die die greifbaren Vorteile einer Erhöhung des psychologischen Eigentums der Gäste an ihren Zimmern aufzeigen. Die Studie definierte psychologisches Eigentum als einen Wahrnehmungszustand, der „am besten als das territoriale Gefühl beschrieben wird, dass etwas ‚meins‘ ist“.

Die Auswirkungen des psychologischen Besitzes von Hotelzimmern
Das Konzept des psychologischen Eigentums wurde bereits zur Untersuchung des Mitarbeiterverhaltens in Unternehmen verwendet, doch Shu und eine der Co-Autorinnen des Artikels, Joann Peck, Professorin für Marketing an der University of Wisconsin-Madison, waren die ersten Forscher, die es in einer 2009 veröffentlichten Arbeit auf den Bereich des Marketings anwendeten.

Shu verglich das Konzept mit dem Verkaufsprozess eines Verbrauchers, der ein Auto Probe fährt und beginnt, sich mit ihm verbunden zu fühlen, noch bevor er ein Angebot dafür macht. „Unsere Forschungsergebnisse zeigen, dass sich dies auf die Entscheidung auswirkt, wie viel man bereit ist, dafür zu zahlen, weil man es wirklich als sein Eigentum betrachtet und es viel mehr wertschätzt“, sagte sie.     
Nachdem sie die Auswirkungen des Konzepts auf öffentliche Räume wie Parks untersucht hatte, wollte Shu herausfinden, ob psychologisches Eigentum auch für Räume gilt, die den Verbrauchern nicht gehören, wie etwa ein Hotelzimmer. Sie und ihre Mitautoren erstellten vier Experimente, in denen sie testeten, ob sich drei Strategien, die psychologisches Eigentum fördern, auf das Erlebnis des Hotelgastes auswirken würden: den Raum zu kontrollieren, sich in ihn zu investieren und ihn genau zu kennen.

Das erste Experiment führten sie im Campus-Hotel der University of Wisconsin-Madison durch, wo sie potenzielle Gäste aufforderten, ihr Hotelzimmer auf einer Karte auszuwählen, wobei sie sich für einen Grundriss und ein Stockwerk entscheiden konnten.

„Das Verfahren hat den Check-in-Prozess nicht reibungsloser, kürzer oder bequemer gemacht, aber es hat ihre Bereitschaft erhöht, dem Hotel treu zu bleiben, wiederzukommen und das Hotel weiterzuempfehlen“, so Rin Yoon, Mitautorin der Studie und Doktorandin im Bereich Marketing an der Samuel Curtis Johnson Graduate School of Management, die im nächsten Herbst an der University of Iowa unterrichten wird.

In einem weiteren Experiment analysierte die Studie eine Reihe von 14.689 Bewertungen eines Hotels auf Hawaii auf TripAdvisor. Die Auswertung ergab, dass Gäste, die sich für ihr Hotelzimmer verantwortlich fühlten, längere Bewertungen verfassten und auf der App einen höheren Zufriedenheitsgrad angaben.
 
Die Studie ergab, dass Gäste, die Bewertungen mit den Possessivpronomen „mein“ oder „unser“ schrieben, mit größerer Wahrscheinlichkeit ein gewisses psychologisches Eigentumsgefühl für ihr Zimmer entwickelt hatten. „Das war ein Zeichen dafür, dass sie sich zugehörig fühlten“, sagte Shu. "Die Leute werden nicht ‚mein Zimmer‘ oder ‚unser Zimmer‘ sagen, wenn sie nicht das Gefühl hatten, dass es ihnen gehörte, während sie dort waren.

In den letzten beiden Experimenten wurden hypothetische Online- Check-ins erstellt, bei denen geprüft wurde, ob ein Kunde, der sein
Zimmer selbst gestaltet oder die Daten des Hotels auf der Grundlage früherer Präferenzen nutzt, die Markentreue besser fördern kann. Die Studie ergab, dass Gäste, die ihr Zimmer selbst gestalteten, eine größere Loyalität zu ihrem Hotel zeigten.

Anwendung der Studienergebnisse
Hotelketten haben bereits damit begonnen, einige der in der Studie ermittelten Strategien anzuwenden, darunter die Möglichkeit für Gäste, ihr Zimmer beim Check-in zu personalisieren. Dieser Prozess zwingt die Gäste dazu, „Zeit und Mühe aufzubringen und sich in ihr Zimmer zu investieren“, was die Loyalität fördern kann, so Yoon.

Eine weitere Strategie, die Hotels anwenden könnten, um psychologisches Eigentum zu fördern, besteht darin, den Gästen die Möglichkeit zu geben, einige der Möbel in ihren Zimmern umzustellen. Genau das hat Shu bei einem kürzlichen Hotelaufenthalt während einer Geschäftsreise getan.

„Eines der ersten Dinge, die ich tat, um mich zum Arbeiten einzurichten, war, den Tisch etwas näher an das Fenster zu rücken und die Tür zu öffnen, damit ich mehr Sonnenlicht von draußen abbekomme“, sagte sie. "Wenn man einem Gast die Möglichkeit gibt, seine Umgebung ein wenig mehr mitzugestalten, fühlt er sich am Ende mehr verantwortlich dafür, weil es wie zu Hause ist - er kann seinen Raum individuell gestalten.

Quelle:

Sherrie Negrea, Cornell Chronicle
Übersetzung Textination

Deakin-Forscher verbessern Seidenraupenseide durch ganzheitlichen Ansatz © Freyla Ferguson / Deakin University
17.04.2025

Deakin-Forscher verbessern Seidenraupenseide durch ganzheitlichen Ansatz

Dr. Ben Allardyce und Doktorand Martin Zaki vom Deakin Institute for Frontier Materials (IFM) haben eine Weltneuheit in der Materialforschung der nächsten Generation vorgelegt.

Seidenraupenseide ist eine Faser auf Proteinbasis, deren mechanische Eigenschaften mit denen von aus Erdöl gewonnenen synthetischen Fasern konkurrieren, die aber mit einem Bruchteil der Energie gesponnen werden. Trotz jahrzehntelanger Forschung bleiben Aspekte des natürlichen Seidenspinnens ein Rätsel.

Dr. Ben Allardyce und Doktorand Martin Zaki vom Deakin Institute for Frontier Materials (IFM) haben eine Weltneuheit in der Materialforschung der nächsten Generation vorgelegt.

Seidenraupenseide ist eine Faser auf Proteinbasis, deren mechanische Eigenschaften mit denen von aus Erdöl gewonnenen synthetischen Fasern konkurrieren, die aber mit einem Bruchteil der Energie gesponnen werden. Trotz jahrzehntelanger Forschung bleiben Aspekte des natürlichen Seidenspinnens ein Rätsel.

Die Entdeckung des IFM bringt die Forscher einen Schritt näher an die Lösung dieses Rätsels heran, indem eine neue Klasse von Seide nass gesponnen wird, die Fasern erzeugt, die die natürliche Seide übertreffen.
 
Durchbruch bei Werkstoffen
Bei dieser von Dr. Allardyce und Herrn Zaki geleiteten Forschungsarbeit, an der auch Professor Chris Holland von der Universität Sheffield beteiligt war, wurde die Degummierung - ein in der Industrie übliches Verfahren - umgangen und mit der Auflösung ganzer Seidenfasern experimentiert.

Mit dieser neuen Technik konnte das Team eine spinnbare Lösung herstellen, die die von der Seidenraupe produzierte Seide besser imitiert. Diese Lösung wurde in der hochmodernen Pilotfaser- und Textilanlage des IFM nass gesponnen, um Fasern herzustellen, die der natürlichen Seide näher kommen.

Laut Joe Razal, dem stellvertretenden Direktor des IFM, ist die Entdeckung des Teams eine Weltneuheit und zeigt, wie IFM-Forscher neue nachhaltige Materialien entwickeln, die in der Praxis Anwendung finden und Auswirkungen haben.

„Ben und Martin haben die Norm herausgefordert, indem sie Seidenfasern in einer Laborumgebung hergestellt haben“, sagte Professor Razal.

Sie haben einen Cocktail aus gelösten, nicht getrennten Seidenbestandteilen nass gesponnen, der die in der Natur vorkommenden Eigenschaften nachahmt.

Das Team fand einen Weg, die von der Seidenraupe produzierten Fasern nachzubilden und deren Potenzial zu erschließen, dass sie ebenso biologisch abbaubar, robust und energieeffizient sind. Wenn sie unter identischen Bedingungen gesponnen werden, sind die Fasern aus nicht degummierten Lösungen achtmal stärker und 218-mal zäher als degummierte Seidenrohstoffe.

Nicht degummierte versus degummierte Seide
„Traditionell verwendet die Industrie das Degummieren, um den Seidenraupenkokon zu entwirren und die Fasern herzustellen. Es wird auch häufig von Forschern verwendet, um die Seide wieder in eine Lösung zu spinnen, die dann zu neuen Formen verfestigt werden kann“, sagte Professor Holland.

Das Entfernen einer Schlüsselkomponente des natürlichen Materials, der Sericin-Gummibeschichtung, geht jedoch oft mit einer kollateralen Schädigung der Seidenproteine einher und wird daher oft als notwendiges Übel betrachtet.

Herr Zaki erklärt, dass das Team bessere Materialien herstellen und gleichzeitig verstehen wollte, wie das geht:
Wir gingen einen Schritt zurück und fragten uns: Warum hat das noch niemand versucht? Liegt es daran, dass es zu schwierig ist, oder daran, dass jeder Seide entgummiert und niemand etwas anderes in Betracht gezogen hat?

In der Industrie entfällt der größte Teil der Wasserverschwendung, des Arbeitsaufwands und des Energieverbrauchs auf den Entbastungsprozess. Indem wir diesen Schritt umgehen, erhöhen wir das Potenzial einer nachhaltigeren Technologie.

„Unentschleimte Kokons sind normalerweise unlöslich“, fügt Dr. Allardyce hinzu. Unser innovatives Verfahren kombiniert einen Mahlschritt, gefolgt von einem übersättigten Lösungsmittel, das die Auflösung ermöglicht.

Noch nie hat jemand versucht, nicht degummierte Seide künstlich zu spinnen. Und niemand hat bisher erfolgreich nicht entschleimte Kokons aufgelöst und auf diese Weise neu gesponnen.
 
Zukünftige Anwendungen
Entschleimte Seide wird für die Reparatur von Nerven, die Beschichtung von Lebensmitteln zur Verlängerung der Haltbarkeit und für biologisch abbaubare Batterien verwendet.

Mit dieser bahnbrechenden Forschung wird ein neuer Weg beschritten, um eine Faser mit ähnlichen Strukturen wie die der ursprünglichen Seide zu erzeugen.

Dr. Allardyce zufolge handelt es sich um eine Innovation, die auch für andere Fasern der nächsten Generation gelten könnte.
Wenn das Wissen auf andere Biopolymere - andere Proteine, Zellulosefasern - angewandt werden könnte, könnten wir möglicherweise neue Fasern herstellen, die einen Bruchteil des Energieaufwands von synthetischen Fasern haben, aber genauso gut funktionieren und den Vorteil der biologischen Abbaubarkeit beibehalten.

Quelle:

Deakin’s Institute for Frontier Materials’ (IFM)

Foto: Rice University
08.04.2025

Revolution der Haptik

Von der virtuellen Realität über die Rehabilitation bis hin zur Kommunikation hat die haptische Technologie die Art und Weise revolutioniert, wie Menschen mit der digitalen Welt interagieren. Während sich frühe haptische Geräte auf einzelne Sinnesreize wie vibrationsbasierte Benachrichtigungen konzentrierten, haben moderne Weiterentwicklungen den Weg für multisensorische haptische Geräte geebnet, die verschiedene Formen des berührungsbasierten Feedbacks integrieren, darunter Vibration, Hautdehnung, Druck und Temperatur.
 

Von der virtuellen Realität über die Rehabilitation bis hin zur Kommunikation hat die haptische Technologie die Art und Weise revolutioniert, wie Menschen mit der digitalen Welt interagieren. Während sich frühe haptische Geräte auf einzelne Sinnesreize wie vibrationsbasierte Benachrichtigungen konzentrierten, haben moderne Weiterentwicklungen den Weg für multisensorische haptische Geräte geebnet, die verschiedene Formen des berührungsbasierten Feedbacks integrieren, darunter Vibration, Hautdehnung, Druck und Temperatur.
 
Kürzlich veröffentlichte ein Expertenteam, zu dem Marcia O'Malley und Daniel Preston von der Rice University, der Doktorand Joshua Fleck, die Absolventen Zane Zook und Janelle Clark sowie weitere Mitarbeiter gehörten, in Nature Reviews Bioengineering einen ausführlichen Forschungsbericht, in dem der aktuelle Stand der tragbaren multisensorischen haptischen Technologie analysiert und ihre Herausforderungen, Fortschritte und realen Anwendungen beschrieben wurden.

Haptische Geräte, die Kommunikation durch Berührung ermöglichen, haben sich seit ihrer Einführung in den 1960er Jahren erheblich weiterentwickelt. Ursprünglich beruhten sie auf starren, geerdeten Mechanismen, die als Benutzerschnittstellen fungierten und kraftbasierte Rückmeldungen aus virtuellen Umgebungen erzeugten. Mit Fortschritten in der Sensor- und Antriebstechnologie sind haptische Geräte jedoch zunehmend tragbar geworden. Die heutigen Innovationen konzentrieren sich auf das Hautfeedback - die Stimulierung der Hautrezeptoren, um realistische Berührungsempfindungen zu erzeugen - und nicht auf das kinästhetische Feedback, das die auf den Bewegungsapparat ausgeübte Kraft nachahmt.
 
„Haptische Geräte, die am Körper getragen werden können, sind heute in Verbraucherprodukte wie Smartwatches und Spielzubehör integriert und erfüllen komplexere Aufgaben im Gesundheitswesen, in der Robotik und in immersiven Medien“, sagte O'Malley, Inhaberin der Thomas Michael Panos Family Professur in Ingenieurwissenschaften und Professorin und Lehrstuhlinhaberin für Maschinenbau. „Der neue Trend zum multisensorischen haptischen Feedback, d. h. zur gleichzeitigen Bereitstellung von mehr als einer Art von Berührungsreizen, verbessert das Benutzererlebnis, stellt jedoch neue technische und wahrnehmungsbezogene Herausforderungen dar. Mit der weiteren Entwicklung dieser Technologie werden wir sehen, wie sie sich zu einer reichhaltigeren, multisensorischen Erfahrung entwickelt - eine, die die Lücke zwischen digitaler Interaktion und menschlicher Berührung schließt.

Die Entwicklung effektiver, tragbarer, multisensorischer haptischer Geräte erfordert ein tiefes Verständnis der menschlichen Berührungswahrnehmung, und das Forschungsteam hat mehrere zentrale Herausforderungen auf diesem Gebiet identifiziert. Eine der größten Hürden ist die Variabilität der Hautkontaktmechanik, da Unterschiede in der Hautelastizität, der Rezeptorverteilung und externen Faktoren wie Feuchtigkeit die Wahrnehmung haptischer Reize verändern können. Ein weiteres Problem ist die taktile Maskierung, bei der mehrere haptische Empfindungen wie Vibration und Hautdehnung einander überlagern können, was die Wahrnehmungsschärfe verringert.
„Die Haut eines jeden Menschen reagiert anders auf Reize, weil sie unterschiedlich elastisch, feucht und sogar behaart ist“, sagt Preston, Assistenzprofessor für Maschinenbau. „Diese Variabilität macht die Entwicklung universell wirksamer Geräte unglaublich komplex.

Darüber hinaus spielen Tragekomfort und Bequemlichkeit bei jedem Produkt eine wichtige Rolle. Haptische Geräte müssen so konzipiert sein, dass sie sich an verschiedene Körperstellen anpassen, ohne Unbehagen zu verursachen, die Bewegung einzuschränken oder die täglichen Aktivitäten zu stören. Faktoren wie Gewicht, Größe und Befestigungsmethoden spielen eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der langfristigen Nutzbarkeit.

„Echtes Eintauchen in die haptische Technologie hängt nicht nur davon ab, was die Benutzer fühlen, sondern auch davon, wie natürlich und bequem sie es erleben“, so Preston.

Zusätzlich zu den Herausforderungen haben die Autoren mehrere neue Betätigungsmethoden identifiziert, die die tragbare haptische Technologie neu definieren könnten.

Die elektromechanische Übertragung, die üblicherweise in Vibrations-Feedback-Systemen verwendet wird, ist aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und Erschwinglichkeit nach wie vor die am häufigsten verwendete Methode. Allerdings ist es oft schwierig, eine Vielzahl von haptischen Hinweisen zu geben. Die polymere Aktivierung, die sich auf intelligente Polymere stützt, die ihre Form oder Beschaffenheit ändern, wenn sie Reizen ausgesetzt werden, bietet eine leichte und flexible Alternative für die Bereitstellung haptischer Rückmeldungen. Die Fluidik, bei der unter Druck stehende Luft oder Flüssigkeiten zur Erzeugung dynamischer taktiler Empfindungen eingesetzt werden, gewinnt in der Soft-Robotik und bei textilbasierten haptischen Wearables zunehmend an Bedeutung und bietet neue Möglichkeiten für Komfort und Anpassungsfähigkeit. Darüber hinaus entwickelt sich die thermische Betätigung zu einer Möglichkeit, das Eintauchen in virtuelle Umgebungen zu verbessern oder reale Interaktionen durch Wärme- oder Kälteempfindungen zu simulieren.
     
„Wir gehen davon aus, dass diese Technologien den Anwendungsbereich des haptischen Feedbacks erheblich erweitern werden, insbesondere in Bereichen wie der medizinischen Rehabilitation, der Entwicklung von Prothesen und der Mensch-Maschine-Interaktion“, so O'Malley. „Obwohl sie vielversprechend sind, müssen sie weiter verfeinert werden, um Reaktionszeit, Haltbarkeit und Energieeffizienz zu verbessern.

Der Bericht gibt ebenfalls einen Einblick in die Möglichkeiten, die die tragbare haptische Technologie für die Interaktion des Menschen mit digitalen und physischen Umgebungen eröffnen wird. In der virtuellen und erweiterten Realität verbessert die multisensorische Haptik das Eintauchen in die Materie, indem sie es den Nutzern ermöglicht, digitale Objekte zu ertasten und so das Erlebnis in Spielen, Trainingssimulationen und im Bildungsbereich zu verbessern. Im Gesundheits- und Rehabilitationswesen unterstützen tragbare Haptiksysteme das Training motorischer Fähigkeiten, die Rehabilitation nach einem Schlaganfall und die Rückmeldung von Prothesen, so dass die Patienten effektiver mit ihrer Umgebung interagieren können. Hilfstechnologien und Kommunikationsanwendungen nutzen taktile Schnittstellen, um Menschen mit Seh- oder Hörbehinderungen zu helfen, indem sie auditive oder visuelle Informationen in berührungsbasierte Signale umwandeln. Navigations- und Leitsysteme profitieren von haptischen Wearables, indem sie intuitive Richtungshinweise geben, sehbehinderte Personen unterstützen und die freihändige Navigation in Bereichen wie Militär und Luftfahrt verbessern. Auch Teleoperation und Robotik können erheblich profitieren, da ferngesteuerte Robotersysteme mit haptischem Feedback dem Benutzer ermöglichen, Objekte aus der Ferne zu „ertasten“, was die Präzision bei heiklen Aufgaben wie der Roboterchirurgie verbessert.

Trotz bedeutender Fortschritte betonen die Autoren, dass die multisensorische haptische Wahrnehmung weiter erforscht werden muss. Das Verständnis dafür, wie das Gehirn die gleichzeitigen haptischen Hinweise verarbeitet, wird für die Verbesserung künftiger Geräte von entscheidender Bedeutung sein, und um eine breite Akzeptanz zu gewährleisten, muss ein Gleichgewicht zwischen technologischer Raffinesse, Benutzerkomfort und praktischer Verwendbarkeit gefunden werden. „Das ultimative Ziel ist es, haptische Geräte zu entwickeln, die sich so natürlich anfühlen wie echte Berührungen“, so O'Malley.

 

Weitere Informationen:
Haptik Rice University wearables
Quelle:

Rice University, Alexandra Becker, Media Relations Specialist

Das entwickelte Textil mindert die Gesundheitsrisiken, die sich bei langer extremer Kälteeinwirkung ergeben, einschließlich hämokonzentrationsbedingter arterieller Blutgerinnung, Atemproblemen und geschwächter Immunität. Foto: IIT Guwahati
02.04.2025

Selbstreinigendes, flexibles Heizgewebe für kalte Klimazonen

Forscher des Indian Institute of Technology Guwahati haben ein wasserabweisendes, leitfähiges Textil entwickelt, das Strom und Sonnenlicht in Wärme umwandelt. Diese Innovation soll deren Träger in kalten Gebieten warm halten und gravierenden Gesundheitsrisiken entgegenwirken, die sich aus einer längeren Exposition gegenüber sehr niedrigen Temperaturen ergeben, wie z. B. Blutgerinnung in den Arterien, Atembeschwerden und Schwächung des Immunsystems.
 
Das entwickelte Textil mindert die Gesundheitsrisiken, die sich bei langer extremer Kälteeinwirkung ergeben, einschließlich hämokonzentrationsbedingter arterieller Blutgerinnung, Atemproblemen und geschwächter Immunität.

Forscher des Indian Institute of Technology Guwahati haben ein wasserabweisendes, leitfähiges Textil entwickelt, das Strom und Sonnenlicht in Wärme umwandelt. Diese Innovation soll deren Träger in kalten Gebieten warm halten und gravierenden Gesundheitsrisiken entgegenwirken, die sich aus einer längeren Exposition gegenüber sehr niedrigen Temperaturen ergeben, wie z. B. Blutgerinnung in den Arterien, Atembeschwerden und Schwächung des Immunsystems.
 
Das entwickelte Textil mindert die Gesundheitsrisiken, die sich bei langer extremer Kälteeinwirkung ergeben, einschließlich hämokonzentrationsbedingter arterieller Blutgerinnung, Atemproblemen und geschwächter Immunität.

Die Ergebnisse dieser Forschung wurden in der Fachzeitschrift Nano-Micro-Small in einem Artikel veröffentlicht, der von Prof. Uttam Manna, Fachbereich Chemie, IIT Guwahati, zusammen mit seinem Forschungsteam, Debasmita Sarkar, Haydar Ali, Rajan Singh, Anirban Phukan, Chittaranjan Mishra und Prof. Roy P. Paily vom Fachbereich Elektronik und Elektrotechnik, IIT Guwahati, verfasst wurde.

Extreme Kälte kann zu gesundheitlichen Problemen führen, die sogar tödlich sein können. Studien zeigen, dass die Zahl der durch extreme Kälte verursachten Todesfälle höher ist als die der durch extreme Hitze verursachten. Herkömmliche Lösungen zum Schutz vor extremer Kälte, wie z. B. Heizungen oder mehrlagige Kleidung, sind oft sperrig oder erfordern eine ständige Stromquelle. Leitfähige Textilien bieten eine leichte, flexible Alternative, aber die bestehenden Versionen haben oft Einschränkungen, wie z. B. schlechte Haltbarkeit, hoher Stromverbrauch und Anfälligkeit für Wassereinwirkung.

Um diese Herausforderungen zu überwinden, entwickelte das Forschungsteam des IIT Guwahati einen neuartigen Ansatz, indem es ultradünne und reine Silber-Nanodrähte auf Baumwollgewebe sprühte, um es leitfähig zu machen. Diese Nanodrähte sind 100.000-mal dünner als ein menschliches Haar und ermöglichen es, dass Strom durch den Stoff fließt und Wärme erzeugt, während er weich und flexibel bleibt. Aufgrund ihrer außergewöhnlichen elektrischen Leitfähigkeit und der Fähigkeit, sowohl Elektrizität als auch Sonnenlicht in Wärme umzuwandeln, wurden Silbernanodrähte für dieses Experiment ausgewählt. Der niedrige elektrische Widerstand von Silber ermöglicht die elektrothermische Umwandlung bei geringer angelegter Spannung und eliminiert das Risiko eines Stromschlages.
 
Eine Einschränkung bei Silber-Nanodrähten ist, dass sie mit der Zeit anlaufen können, was die Leistung beeinträchtigt. Um dieses Problem zu lösen, haben die Forscher eine wasserabweisende Beschichtung auf die Silbernanodrähte aufgetragen, die vor Oxidation, Wasser und Flecken schützt. Die von Lotusblättern inspirierte Beschichtung hat eine mikroskopisch raue Oberflächentextur, die bewirkt, dass Wasser abperlt, anstatt einzudringen. Auf diese Weise bleibt das Textil trocken, was eine lang anhaltende Leitfähigkeit und eine effektive Erwärmung auch unter feuchten Bedingungen gewährleistet. Die wasserabweisende Beschichtung verhindert auch Schäden durch Schweiß, Regen oder versehentliches Verschütten, was sie für den Einsatz im Freien und im Alltag zuverlässig macht.

Das Gewebe kann Strom mit Hilfe eines kleinen Akkus oder Sonnenenergie in Wärme umwandeln und über 10 Stunden lang eine gewünschte Temperatur zwischen 40°C und 60°C aufrechterhalten.

Die Forscher testeten das Textil in Form von tragbaren Knie- und Ellbogenbändern und zeigten, dass es Personen, die in kalten Umgebungen arbeiten, und Arthritispatienten, die eine lokale Wärmetherapie benötigen, anhaltende Wärme bieten kann. Darüber hinaus kann das Textil auch in anderen Bereichen eingesetzt werden, z. B. zur bedarfsgerechten Wassererwärmung und zur Beschleunigung chemischer Reaktionen, indem es um die Reaktionsgefäße gewickelt wird.

Prof. Uttam Manna sagte über das entwickelte Verfahren: „Unser Textil ist selbstreinigend, atmungsaktiv und flexibel und kann leicht vergrößert werden. Seine Haltbarkeit und lang anhaltende Leistung machen es für eine Reihe von Anwendungen, die eine kontrollierte Erwärmung erfordern, sehr nützlich.“

Das Forschungsteam hat ein indisches Patent auf die Innovation angemeldet und arbeitet nun daran, das entwickelte Material mit einem miniaturisierten und geeigneten elektronischen Schaltkreis zu integrieren, um praxistaugliche Produkte herzustellen. Darüber hinaus bemüht sich das Team um eine Zusammenarbeit mit der Industrie, um die Innovation in naher Zukunft für potenzielle Anwendungen der trockenen Wärmetherapie auf den Markt zu bringen.

Quelle:

Indian Institute of Technology Guwahati

Steve Gillmer, Mitarbeiter des Lincoln Laboratory, testet die Elastizität eines bioresorbierbaren Gewebes, um seine Steifigkeit mit verschiedenen Arten von menschlichem Gewebe zu vergleichen. Foto: Glen Cooper/Lincoln Laboratory
24.03.2025

Gestricktes Mikrogewebe kann Heilung beschleunigen

Forscher des Lincoln Laboratory und des MIT entwickeln neue Arten von bioresorbierbaren Stoffen, die die spezielle Art und Weise nachahmen, in der sich weiches Gewebe dehnt und gleichzeitig heranwachsende Zellen ernährt.
 
Steve Gillmer, Mitarbeiter des Lincoln Laboratory, testet die Elastizität eines bioresorbierbaren Gewebes, um seine Steifigkeit mit verschiedenen Arten von menschlichem Gewebe zu vergleichen. Copyright: Foto: Glen Cooper/Lincoln Laboratory

Die Behandlung schwerer oder chronischer Verletzungen von Weichteilen wie Haut und Muskeln ist eine Herausforderung für die Medizin. Die derzeitigen Behandlungsmethoden können kostspielig und wirkungslos sein, wobei davon auszugehen ist, dass die Häufigkeit chronischer Wunden aufgrund von Krankheiten wie Diabetes und Gefäßerkrankungen sowie einer immer älter werdenden Bevölkerung weiter zunehmen wird.

Forscher des Lincoln Laboratory und des MIT entwickeln neue Arten von bioresorbierbaren Stoffen, die die spezielle Art und Weise nachahmen, in der sich weiches Gewebe dehnt und gleichzeitig heranwachsende Zellen ernährt.
 
Steve Gillmer, Mitarbeiter des Lincoln Laboratory, testet die Elastizität eines bioresorbierbaren Gewebes, um seine Steifigkeit mit verschiedenen Arten von menschlichem Gewebe zu vergleichen. Copyright: Foto: Glen Cooper/Lincoln Laboratory

Die Behandlung schwerer oder chronischer Verletzungen von Weichteilen wie Haut und Muskeln ist eine Herausforderung für die Medizin. Die derzeitigen Behandlungsmethoden können kostspielig und wirkungslos sein, wobei davon auszugehen ist, dass die Häufigkeit chronischer Wunden aufgrund von Krankheiten wie Diabetes und Gefäßerkrankungen sowie einer immer älter werdenden Bevölkerung weiter zunehmen wird.

Eine vielversprechende Behandlungsmethode besteht darin, biokompatible Materialien, die mit lebenden Zellen (d. h. Mikrogewebe) besiedelt sind, in die Wunde zu implantieren. Die Materialien bieten ein Gerüst für Stammzellen oder andere Vorläuferzellen, die in das verletzte Gewebe einwachsen und die Regeneration unterstützen. Die derzeitigen Techniken zur Herstellung dieser Gerüstmaterialien unterliegen jedoch einem entscheidenden Nachteil. Menschliches Gewebe bewegt und biegt sich auf eine einzigartige Weise, die herkömmliche weiche Materialien nur schwer nachbilden können, und wenn sich die Gerüste dehnen, können sie auch die eingebetteten Zellen dehnen, was häufig zum Absterben dieser Zellen führt. Die abgestorbenen Zellen behindern den Heilungsprozess und können außerdem eine unbeabsichtigte Immunreaktion des Körpers auslösen.

„Der menschliche Körper hat eine hierarchische Struktur, die sich nicht dehnt, sondern auffaltet“, sagt Steve Gillmer, Forscher in der Mechanical Engineering Group des MIT Lincoln Laboratory. „Wenn Sie Ihre Haut oder Muskeln dehnen, sterben Ihre Zellen deshalb nicht ab. Was tatsächlich passiert, ist, dass sich das Gewebe ein wenig entknittert, bevor es sich dehnt.“

Gillmer ist Teil eines multidisziplinären Forschungsteams, das nach einer Lösung für dieses Dehnungsproblem sucht. Er arbeitet mit Professor Ming Guo von der Abteilung für Maschinenbau des MIT und dem Defense Fabric Discovery Center (DFDC) des Labors zusammen, um neue Arten von Stoffen zu stricken, die sich genau wie menschliches Gewebe entfalten und bewegen können.

Die Idee zur Zusammenarbeit entstand, als Gillmer und Guo einen Kurs am MIT hielten. Guo hatte untersucht, wie man Stammzellen auf neuartigen Materialien züchten kann, die die Entfaltung des natürlichen Gewebes nachahmen. Er entschied sich für elektrogesponnene Nanofasern, die zwar gut funktionierten, aber in großen Längen schwer herzustellen waren, was ihn daran hinderte, die Fasern in größere Maschenstrukturen zur Gewebereparatur in größerem Maßstab zu integrieren.

„Steve erwähnte, dass das Lincoln Laboratory Zugang zu industriellen Strickmaschinen hatte“, sagt Guo. Diese Maschinen ermöglichten es ihm, sich auf die Entwicklung größerer Gestricke zu konzentrieren, anstatt einzelne Garne zu entwerfen. „Wir begannen sofort, neue Ideen mit interner Unterstützung des Labors zu testen.“
Gillmer und Guo arbeiteten mit dem DFDC zusammen, um herauszufinden, welche Strickstrukturen sich ähnlich wie verschiedene Arten von Weichgewebe bewegen können. Sie begannen mit drei grundlegenden Strickdesigns: Interlock, Ripp und Jersey.
 
„Denken Sie bei einem Jersey an Ihr T-Shirt. Wenn Sie Ihr T-Shirt dehnen, übernehmen die Garnschlingen die Dehnung“, sagt Emily Holtzman, Textilspezialistin beim DFDC. „Je länger die Schlaufen sind, desto mehr Dehnung kann der Stoff vertragen. Denken Sie bei gerippten Stoffen an die Manschette Ihres Pullovers. Diese Stoffkonstruktion hat eine universelle Dehnbarkeit, die es dem Stoff ermöglicht, sich wie eine Ziehharmonika zu entfalten.“

Interlock ist dem gerippten Gestrick ähnlich, wird aber in einem dichteren Muster gestrickt und enthält doppelt so viel Garn pro Zoll Stoff. Durch mehr Garn gibt es mehr Oberfläche, in die die Zellen eingebettet werden können. „Gestrickte Stoffe können auch so gestaltet werden, dass sie eine bestimmte Porosität oder hydraulische Durchlässigkeit aufweisen, die durch die Schlingen des Stoffes und die Garngrößen erzeugt wird,“ sagt Erin Doran, eine weitere Textilspezialistin im Team. „Diese Poren können den Heilungsprozess ebenfalls unterstützen.“

Bisher hat das Team eine Reihe von Tests durchgeführt, bei denen embryonale Fibroblastenzellen der Maus und mesenchymale Stammzellen in die verschiedenen Strickmuster eingebettet wurden, um zu sehen, wie sie sich verhalten, wenn die Muster gedehnt werden. Jedes Muster wies Variationen auf, die sich darauf auswirkten, wie stark sich das Gewebe entfalten konnte und wie starr es wurde, nachdem es sich zu dehnen begann. Alle zeigten eine hohe Überlebensrate der Zellen, und 2024 erhielt das Team erneut einen F&E-100-Preis für seine Strickmuster.
 
Gillmer erklärt, dass das Projekt zwar mit Blick auf die Behandlung von Haut- und Muskelverletzungen begann, dass ihre Stoffe jedoch das Potenzial haben, viele verschiedene Arten von menschlichem Weichgewebe, wie Knorpel oder Fett, nachzuahmen. Das Team meldete kürzlich ein vorläufiges Patent an, in dem beschrieben wird, wie diese Muster erstellt werden können und welche Materialien für die Herstellung des Garns verwendet werden sollten. Diese Informationen können als Werkzeugkasten verwendet werden, um verschiedene gestrickte Strukturen auf die mechanischen Eigenschaften des verletzten Gewebes abzustimmen, auf das sie aufgebracht werden.

„Dieses Projekt war definitiv eine Lernerfahrung für mich“, sagt Gillmer. „Jeder Zweig dieses Teams verfügt über ein einzigartiges Fachwissen, und ich denke, das Projekt wäre ohne die Zusammenarbeit aller nicht machbar. Unsere Zusammenarbeit als Ganzes ermöglicht es uns, den Umfang der Arbeit zu erweitern, um diese größeren, komplexeren Probleme zu lösen.“

Weitere Informationen:
Strickmuster Medizintextilien Gewebe
Quelle:

Anne McGovern | Lincoln Laboratory

Bildmaterial Felix, Pixabay
18.03.2025

Composites Germany legt Ergebnisse der 24. Markterhebung vor

Zum 24. Mal hat Composites Germany aktuelle Kennzahlen zum Markt für faserverstärkte Kunststoffe erhoben. Befragt wurden alle Mitgliedsunternehmen der Trägerverbände von Composites Germany: AVK und Composites United sowie des assoziierten Partners VDMA.
Um die problemlose Vergleichbarkeit der unterschiedlichen Erhebungen zu gewährleisten, wurden auch in diesem Halbjahr keine grundlegenden Änderungen bei der Befragung durchgeführt. Erhoben wurden erneut überwiegend qualitative Daten in Bezug auf die aktuelle und zukünftige Marktentwicklung.

Auch in der aktuellen Erhebung konnte keine Aufhellung der Stimmung im Hinblick auf die generelle Geschäftslage wahrgenommen werden.

Zum 24. Mal hat Composites Germany aktuelle Kennzahlen zum Markt für faserverstärkte Kunststoffe erhoben. Befragt wurden alle Mitgliedsunternehmen der Trägerverbände von Composites Germany: AVK und Composites United sowie des assoziierten Partners VDMA.
Um die problemlose Vergleichbarkeit der unterschiedlichen Erhebungen zu gewährleisten, wurden auch in diesem Halbjahr keine grundlegenden Änderungen bei der Befragung durchgeführt. Erhoben wurden erneut überwiegend qualitative Daten in Bezug auf die aktuelle und zukünftige Marktentwicklung.

Auch in der aktuellen Erhebung konnte keine Aufhellung der Stimmung im Hinblick auf die generelle Geschäftslage wahrgenommen werden.

Zunehmend kritische Bewertung der aktuellen Geschäftslage
Mit Ausnahme einiger weniger positiver Tendenzen, zeigt der entsprechende Indikator seit 2022 deutlich nach unten. Auch in der aktuellen Befragung ist weiterhin keine Trendumkehr festzustellen. Die Bewertung der generellen Geschäftslage gibt in allen genannten Regionen deutlich nach.     

Die Gründe für die negative Stimmung sind vielfältig und bleiben vielfach unverändert. Hohe Energie-, Rohstoff- und Logistikkosten bleiben eine starke Belastung, vor allem für die deutsche Industrie, aber auch für viele andere Länder in Europa. Hinzu kommen eine schwächelnde Gesamtkonjunktur und eine gesamtwirtschaftliche Schwäche, vor allem in Europa und Deutschland.

Hiervon sind in besonderem Maße auch die für die Composites-Industrie zentralen Anwendungsbereiche Transport/Automotive und Bau-/Infrastruktur betroffen. Hinzu kommt eine zunehmende Exportschwäche vieler Volkswirtschaften, vor allem im Hinblick auf den asiatischen bzw. chinesischen Markt. Dort wächst auf Seite der Rohstoffe und Fertigprodukte, beispielsweise im Bereich der Automobilproduktion, eine massive Konkurrenz zu europäischen Produkten. Diese beruht teilweise auf Überkapazitäten, aber auch auf staatlichen Subventionen, was die Anbieter hier wiederum preislich enorm belastet. Politische Unsicherheiten, protektionistische Tendenzen und kriegerische Auseinandersetzungen verschlechtern das Wirtschaftsklima zusätzlich.
           
Problematisch bleibt weiterhin, dass es der Politik derzeit nicht zu gelingen scheint, ein wirtschaftsförderliches Umfeld zu schaffen. Hinzu kommen fehlende Antworten der europäischen/deutschen Hersteller. Bereits in den letzten zwei Jahren zeigte sich der Composites-Markt mit starken Rückgängen. Auch für das laufende Jahr gibt es aus der Industrie weiterhin pessimistische Signale. Bereits das dritte Jahr in Folge sinkt das europäische Produktionsvolumen im Kontrast zu einem wachsen Weltmarkt. Der europäischen Composites-Industrie droht ein fortschreitender Niedergang, wenn es nicht gelingt, entsprechende regulatorische Rahmenbedingungen zu schaffen, die eine konkurrenzfähige Produktion ermöglichen. Deutschland steht derzeit vor allem wirtschaftspolitisch und ökologisch vor strukturellen Änderungen, die notwendig sind. Diese notwendigen Anpassungen werden viele Jahren dauern und hohe Investitionen erfordern. Es ist dringend angeraten, hier endlich eine Balance zwischen notwendiger Belastung für die Industrie/Unternehmen, aber auch für private Haushalte zu finden sowie andererseits entsprechende Entlastungen.

Zukunftserwartungen zeigen unterschiedliche Tendenzen
Zur aktuell negativen Grundstimmung in der Industrie passend, bleibt nicht nur die Bewertung der aktuellen generellen Geschäftslage pessimistisch, auch die zukünftige generelle Marktsituation wird von den Befragten äußerst kritisch bewertet. Nur 19 % der Teilnehmenden gehen aktuell von einer Verbesserung der weltweiten Situation aus. Für Deutschland und Europa liegt der Wert nur knapp über 10 %. Vor allem für Europa stürzt der Wert regelrecht ab, im Vergleich zur letzten Erhebung.

Demgegenüber steht eine eher positive Bewertung der eigenen Geschäftslage. Hier konnte der negative Trend der letzten 2 Jahre für die weltweite und europäische Einschätzung der eigenen Position aufgehalten werden. Im Rahmen der aktuellen Erhebung drehen die Indikatoren ins Positive. Nur für Deutschland bleibt die Einschätzung kritisch. Lediglich rund 1/3 der Befragten bewerten die aktuelle eigene Situation positiv. Dies gilt auch für die zukünftigen Erwartungen. 28 % der Befragten erwarten eine negative Entwicklung der generellen Marktsituation in Deutschland. Nur 21 % erwarten eine Verbesserung der aktuellen Situation.
Für Europa und auch die Welt zeigen sich deutlich bessere Kennwerte. So erwarten nur 7 % eine weitere Verschlechterung der weltweiten Situation. Für Europa liegt der Wert bei 11 %.
      
Investitionsklima bleibt verhalten
Die aktuell zurückhaltende Bewertung der wirtschaftlichen Situation wirkt sich weiterhin auf das Investitionsklima aus. Es zeigen sich aber auch hier erste positive Signale.          

Nachdem in der letzten Befragung noch 13 % der Teilnehmenden von einem Anstieg der Personalkapazität ausgegangen waren (Befragung 2/2024), so liegt dieser Wert aktuell bei 19 %. Demgegenüber stehen aber immer noch 29 %, die von einem Rückgang im Bereich Personal ausgehen.

Der Anteil der Befragten, die Maschineninvestitionen planen, ist weiterhin leicht rückläufig. Waren bei der letzten Befragung noch 44 % von entsprechenden Investitionen ausgegangen, so sinkt dieser Wert nun auf 42 % ab.

Erwartungen an Anwendungsindustrien unterschiedlich
Der Composites-Markt ist durch eine starke Heterogenität sowohl material- aber auch anwendungsseitig gekennzeichnet. In der Befragung wurden die Teilnehmenden gebeten, ihre Einschätzung hinsichtlich der Marktentwicklung unterschiedlicher Kernbereiche zu geben. Die Erwartungen zeigen sich äußerst verschieden.

Der wichtigste Anwendungsbereich für Composites ist die Mobilität. Dieser Bereich befindet sich derzeit in starken Umbrüchen bzw. steckt in Europa und Deutschland in einer massiven Krise. Dies zeigt sich auch in der Befragung deutlich. Wachstum wird vor allem im Bereich Luftfahrt sowie Bau-/Infrastruktur erwartet, wobei sich auch der Baubereich in Deutschland in einer Rezession befindet.

Wachstumstreiber mit leichten Bewegungen
Bei den Wachstumsimpulsen zeigt sich in der aktuellen Befragung leichte Bewegung. Hinsichtlich ihrer Einschätzung, aus welchen Bereichen zukünftig die maßgeblichen Wachstumsimpulse für die Composites-Industrie kommen werden, konnte GFK leicht zulegen. CFK ist hingegen leicht rückläufig.

Regional kommt es zu einer leichten Verschiebung. Die wesentlichen Wachstumsimpulse werden aus Asien und Nordamerika erwartet, wobei die Nennungen Asiens leicht rückläufig sind und Nordamerika leicht zulegen kann. Aber auch die EU (außer Deutschland) wird vielfach als Wachstumsregion genannt. Deutschland wird weiterhin weniger stark als Wachstumstreiber gesehen und verharrt auf niedrigem Niveau.

Composites-Index divergent
Wie bereits im laufenden Text angedeutet, zeigt der Composites-Index in unterschiedliche Richtungen. Während die Bewertung der eigenen Geschäftslage ins Positive dreht, bleibt die Bewertung der generellen Geschäftslage pessimistisch.
      
In den letzten drei Jahren hat der europäische Composites-Markt fast 20 % seines Produktionsvolumens eingebüßt und fällt auf den Stand von 2010/2011 zurück.

Dabei sind fast alle Bereiche gleichermaßen von Rückgängen betroffen. Bis zur Corona-Pandemie zeigte sich für viele Jahre ein kontinuierlicher Anstieg des Produktionsvolumens. Seit Beendigung der Corona-Krise und mit Zunahme der gesamtwirtschaftlichen Unsicherheiten scheinen Europa und ganz speziell Deutschland als Wirtschaftsstandort unattraktiver zu werden. Bei einem Anstieg des Produktionsvolumens weltweit nimmt der Marktanteil Europas mittlerweile kontinuierlich ab. Die Gründe sind vielfältig, einfache Lösungen gibt es nicht. Soll der Industriestandort gesichert bleiben, muss sich aber schnell etwas ändern. Einmal abgewanderte Unternehmen holt man schwer wieder zurück.

Es bleibt abzuwarten, ob es gelingen wird, der negativen Entwicklung gegenzusteuern. Hier wäre ein zielgerichtetes Eingreifen, auch der politischen Entscheidungsträger, wünschenswert. Dies kann aber ohne die Industrie/Wirtschaft nicht gelingen. Nur gemeinsam wird es möglich sein, den Wirtschafts-/Industriestandort Deutschland zu erhalten und erneut zu stärken. Für Composites als Materialgruppe generell zeigen sich, aufgrund des speziellen Eigenschaftsportfolios, nach wie vor sehr gute Chancen zum Ausbau der Marktposition in neuen, aber auch bestehenden Märkten. Die Abhängigkeit von gesamtwirtschaftlichen Entwicklungen jedoch bleibt bestehen.

Es gilt nun, über Innovationen neue Marktfelder zu erschließen, Chancen konsequent zu nutzen und gemeinsam daran zu arbeiten, Composites weiter in bestehenden Märkten zu implementieren. Dies kann gemeinsam oftmals besser gelingen als allein. Composites Germany bietet mit seinem hervorragenden Netzwerk vielfältige Möglichkeiten.

Die nächste Composites-Markterhebung erscheint im August 2025.

Quelle:

Composites Germany

Windenergie Bild BulentYILDIZ, Pixabay
11.03.2025

Revolutionierung der Carbonfaserindustrie

Ein Forscherteam der Universität Limerick hat ein zukunftsweisendes neues Verfahren zur Herstellung von Carbonfasern entwickelt, das gleichzeitig eine drastische Reduzierung des Energiebedarfs ermöglicht.

Forscher der UL leiten ein Projekt, in dem eine neue Methode zur Herstellung von Carbonfasern entwickelt wurde. Carbonfasern sind ein kostengünstiges, leichtes Material, das in Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Windenergie, Bauwesen und Transportwesen verwendet wird.

Im Rahmen des CARBOWAVE-Projekts wird ein innovatives Plasma- und Mikrowellen-Heizverfahren zur Herstellung von Carbonfasern eingesetzt, das die herkömmlichen Heizmethoden ersetzt und den Energieverbrauch um bis zu 70 % senkt, während die Leistungsfähigkeit des Materials erhalten bleibt.
Durch die Verringerung des Energiebedarfs bei der Herstellung des Materials wird der Prozess umweltfreundlicher und kostengünstiger.

Ein Forscherteam der Universität Limerick hat ein zukunftsweisendes neues Verfahren zur Herstellung von Carbonfasern entwickelt, das gleichzeitig eine drastische Reduzierung des Energiebedarfs ermöglicht.

Forscher der UL leiten ein Projekt, in dem eine neue Methode zur Herstellung von Carbonfasern entwickelt wurde. Carbonfasern sind ein kostengünstiges, leichtes Material, das in Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Windenergie, Bauwesen und Transportwesen verwendet wird.

Im Rahmen des CARBOWAVE-Projekts wird ein innovatives Plasma- und Mikrowellen-Heizverfahren zur Herstellung von Carbonfasern eingesetzt, das die herkömmlichen Heizmethoden ersetzt und den Energieverbrauch um bis zu 70 % senkt, während die Leistungsfähigkeit des Materials erhalten bleibt.
Durch die Verringerung des Energiebedarfs bei der Herstellung des Materials wird der Prozess umweltfreundlicher und kostengünstiger.

Das ehrgeizige neue Projekt, das von den UL-Professoren Maurice N. Collins und Dr. Anne Beaucamp McLoughlin koordiniert wird, soll die energieintensive Carbonfaser-Industrie durch den Einsatz modernster alternativer Heiztechnologien verändern.

Die ersten Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Advanced Composites and Hybrid Materials Journal veröffentlicht. Die Fortschritte werden dazu beitragen, Umweltprobleme wie Energieverbrauch und Emissionen zu bewältigen und gleichzeitig ein nachhaltiges industrielles Wachstum zu fördern.

Die von dem Forschungsteam entwickelten Ergebnisse werden eine effizientere Umwandlung von Polyacrylnitril (PAN) ermöglichen, einer Schlüsselkomponente bei der Herstellung von Carbonfasern, deren Umwandlung einen enormen Energieaufwand erfordert und die ein strategisches Material darstellen, das für die zukünftige Energiesicherheit Europas von entscheidender Bedeutung ist.

Das CARBOWAVE-Team wird zur Umwandlung von PAN in Carbonfasern die suszeptor-induzierte Mikrowellenerwärmung mit Hilfe der Technologie der selbstorganisierten Nanostrukturen nutzen, die ursprünglich von Forschern der Universität Limerick und der Universität Valencia entwickelt wurde. Dadurch kann es schneller erhitzt werden, was den Produktionsprozess effizienter macht.

Interessanterweise entdeckte das UL-Team bei seinen Forschungen, dass Carbonfasern in einer kostengünstigen Haushaltsmikrowelle hergestellt werden können und eine mechanische Leistung aufweisen, die derjenigen entspricht, die durch herkömmliche Erhitzung erzeugt wird.

Professor Maurice Collins, leitender Forscher des Projekts und Professor für Materialwissenschaften an der School of Engineering von UL, erklärte: „Europas Abhängigkeit von energieintensiven Prozessen ist seit langem ein Hindernis für das Erreichen von Nachhaltigkeit. CARBOWAVE ist ein spannendes Projekt, das die Möglichkeit bietet, nachhaltigere und billigere Carbonfasern herzustellen.

Die langfristigen Auswirkungen sind enorm, da es den Einsatz von Carbonfasern in allen möglichen Anwendungen ermöglichen könnte, bei denen eine hohe Festigkeit und Steifigkeit erforderlich ist - vom Bauwesen über das Transportwesen und die Wasserstoffspeicherung bis hin zur Windenergie und darüber hinaus.“

Dr. Anne Beaucamp McLoughlin, Assistenzprofessorin für Bauingenieurwesen an der UL, erklärte, dass das Projekt darauf abzielt, die Carbonfaser-Industrie zu revolutionieren, indem es den Energieverbrauch und die Kosten des Kohlenstoffumwandlungsprozesses erheblich reduziert, ohne dass die mechanischen Eigenschaften der Fasern verloren gehen.

„Dieses Projekt wird eine energieeffizientere, schnellere und kostengünstigere Herstellung von Carbonfasern ermöglichen und ihren ökologischen Fußabdruck erheblich verkleinern.“

Kohlenstofffaserverstärkte Polymere (CFK), die aus Carbonfasern gewonnen werden, sind in Sektoren wie Windenergie, Bauwesen und Verkehr von entscheidender Bedeutung. Das geringe Gewicht von CFK erhöht die Effizienz von Windkraftanlagen, unterstützt die Dekarbonisierung im Bauwesen und verbessert die Kraftstoffeffizienz im Verkehrswesen, insbesondere bei Elektrofahrzeugen.

Die derzeitige Produktion von Carbonfasern ist jedoch sehr energieintensiv und hängt stark von Strom und Erdgas ab.

Die Lösungen von CARBOWAVE zielen darauf ab, diesen Energieverbrauch bei gleichbleibender Materialleistung um über 70 % zu senken. Der europäische Markt für fortschrittliche Kohlenstoffmaterialien, der 37 % des Weltmarkts beherrscht, wird von dieser zukunftsweisenden Initiative unmittelbar profitieren.

Professor Collins fügte hinzu: „Dieses Projekt verspricht eine breitere industrielle Nutzung von Carbonfasern durch eine drastische Verringerung ihrer Produktionskosten und ihres ökologischen Fußabdrucks zu ermöglichen.

„CARBOWAVE ist ein Schritt zur Dekarbonisierung der energieintensiven Industrien in Europa. Durch die Integration von Plasma- und Mikrowellenerwärmungstechnologien geht das Projekt nicht nur unmittelbare Herausforderungen wie Energieverbrauch und Emissionen an, sondern ebnet auch den Weg für ein nachhaltiges industrielles Wachstum.“

Das Projekt vereint führende Forschungseinrichtungen und Industriepartner in ganz Europa, um diesen transformativen Wandel voranzutreiben. Das Forschungsteam von UL bildet gemeinsam mit dem Deutschen Institut für Textil- und Faserforschung in Deutschland, der Universität Valencia in Spanien, Fraunhofer IFAM in Deutschland, Microwave Technologies Consulting SAS in Frankreich, Muegge GmbH in Deutschland, Centro Ricerche Fiat in Italien, Juno Composite Ltd in Irland und Eirecom-posites Ltd, ebenfalls Irland, das CARBOWAVE-Konsortium.

CARBOWAVE ist eine von der Europäischen Kommission finanzierte Initiative, die darauf abzielt, alternative Wärmequellen für energieintensive Industrien zu entwickeln und umzusetzen, indem fortschrittliche Plasma- und Mikrowellentechnologien eingesetzt werden. Sie wird von der Europäischen Union finanziert.

Quelle:

University of Limerick