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Empa-Forscherin Edith Perret entwickelt spezielle Fasern, die Medikamente gezielt abgeben können. Foto EMPA
01.07.2024

Medizinische Fasern mit "inneren Werten"

Sollen Medikamente lokal – und vor allem über längere Zeit kontrolliert – abgegeben werden, stoßen medizinische Produkte wie Salben oder Spritzen an ihre Grenzen. Empa-Forschende entwickeln daher Polymerfasern, die Wirkstoffe langfristig präzise abgeben können. Diese „Flüssigkernfasern“ enthalten Medikamente in ihrem Inneren und lassen sich zu medizinischen Textilien verarbeiten.

Sollen Medikamente lokal – und vor allem über längere Zeit kontrolliert – abgegeben werden, stoßen medizinische Produkte wie Salben oder Spritzen an ihre Grenzen. Empa-Forschende entwickeln daher Polymerfasern, die Wirkstoffe langfristig präzise abgeben können. Diese „Flüssigkernfasern“ enthalten Medikamente in ihrem Inneren und lassen sich zu medizinischen Textilien verarbeiten.

Wird eine Wunde oder Entzündung direkt am Ort der Entstehung behandelt, hat dies klare Vorteile: Der Wirkstoff ist sofort am Ziel, und negative Nebenwirkungen auf unbeteiligte Körperteile entfallen. Gängige lokale Verabreichungsmethoden kommen jedoch an ihre Grenzen, wenn es darum geht, Wirkstoffe über längere Zeit präzise zu dosieren. Sobald eine Salbe die Tube verlässt oder die Injektionsflüssigkeit aus der Spritze strömt, ist die Steuerung der Wirkstoffmenge kaum mehr möglich. Edith Perret aus dem Empa-Labor „Advanced Fibers“ in St. Gallen entwickelt daher medizinische Fasern mit ganz besonderen „inneren Werten“: Die Polymerfasern umschließen einen flüssigen Kern mit medizinischen Wirkstoffen. Das Ziel: medizinische Produkte mit besonderen Fähigkeiten, z.B. chirurgisches Nahtmaterial, Wundverbände und Textilimplantate, die Schmerzmittel, Antibiotika oder Insulin präzise über einen längeren Zeitraum verabreichen können. Angestrebt ist zudem eine individuelle Dosierbarkeit im Sinne einer personalisierten Medizin.

Bioverträglich und maßgeschneidert
Ein entscheidender Faktor, der eine herkömmliche Textilfaser zu einem Medizinprodukt macht, ist das Material des Fasermantels. Das Team wählte hierfür Polycaprolacton (PCL), ein bioverträgliches und bioabbaubares Polymer, das bereits erfolgreich im medizinischen Bereich eingesetzt wird. Der Fasermantel umschließt das kostbare Gut, etwa ein Schmerzmittel oder ein antibakteriell wirksames Medikament, und gibt es mit der Zeit an die Umgebung ab. Auf einer eigens konstruierten Pilotanlage erzeugten die Forschenden mittels Schmelzspinnen PCL-Fasern mit einem durchgehenden Kern aus Flüssigkeit. In ersten Laborversuchen entstanden so stabile und gleichzeitig flexible Flüssigkernfasern. Dass dieses Verfahren aber nicht nur im Labor, sondern auch im industriellen Maßstab funktioniert, hatte das Team für technische Fasern bereits zuvor gemeinsam mit einem Schweizer Industriepartner erfolgreich zeigen können.

Nach welchen Parametern die medizinischen Fasern ein eingeschlossenes Mittel freisetzen, wurde zunächst mit fluoreszierenden Modellsubstanzen und schließlich mit verschiedenen Medikamenten untersucht. „Kleine Moleküle wie das Schmerzmittel Ibuprofen bewegen sich nach und nach durch die Struktur des Außenmantels“, so Edith Perret. Größere Moleküle werden hingegen an den Enden der Fasern abgegeben.

Präzise steuerbar und langfristig wirksam
„Dank einer Vielzahl verschiedener Parameter lassen sich die Eigenschaften der medizinischen Fasern präzise steuern“, erklärt die Empa-Forscherin. Nach umfassenden Analysen mittels Fluoreszenzspektroskopie, Röntgentechnologie und Elektronenmikroskopie konnten die Forschenden beispielsweise den Einfluss von Manteldicke oder Kristallstruktur des Mantelmaterials auf die Abgaberate von Medikamenten aus den Flüssigkernfasern nachweisen.

Je nach Wirkstoff kann zudem das Herstellungsverfahren angepasst werden: Wirkstoffe, die unempfindlich gegenüber den hohen Temperaturen beim Schmelzspinnen sind, können direkt in einem kontinuierlichen Vorgang in den Kern der Fasern integriert werden. Für Temperatur-empfindliche Medikamente konnte das Team das Verfahren hingegen so optimieren, dass zunächst ein Platzhalter den Flüssigkern ausfüllt, der nach dem Schmelzspinnen durch den sensitiven Wirkstoff ausgetauscht wird.

Zu den Vorteilen der Flüssigkernfasern gehört auch die Möglichkeit, den Wirkstoff aus einem Reservoir über einen längeren Zeitraum freizusetzen. Damit ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Mit Durchmessern von 50 bis 200 Mikrometern sind die Fasern beispielsweise groß genug, um sie zu robusten Textilien zu weben oder zu stricken. Die medizinischen Fasern könnten aber auch ins Körperinnere geführt werden und dort Hormone wie Insulin abgeben, so Perret. Ein weiterer Vorteil: Fasern, die ihr Medikament freigesetzt haben, können erneut befüllt werden. Die Palette der Wirkstoffe, die mittels Flüssigkernfasern einfach, bequem und präzise verabreicht werden könnten, ist groß. Neben Schmerzmitteln sind entzündungshemmende Medikamente, Antibiotika oder sogar Lifestyle-Präparate denkbar.

In einem nächsten Schritt wollen die Forschenden chirurgisches Nahtmaterial mit antimikrobiellen Eigenschaften ausstatten. Mit dem neuen Verfahren sollen verschiedene Flüssigkernmaterialen mit medizinischen Wirkstoffen befüllt werden, um Gewebe bei einer Operation so zu vernähen, dass Wundkeime keine Chance haben, eine Infektion auszulösen. Empa-Forscherin Perret ist darüber hinaus überzeugt, dass eine künftige Zusammenarbeit mit klinischen Partnern die Basis für weitere innovative klinische Anwendungen ist.

Klinische Partnerschaften angestrebt
Eine neue Technologie vorantreiben? Innovative Anwendungsmöglichkeiten identifizieren? Empa-Forscherin Edith Perret setzt auf interessierte Medizinerinnen und Mediziner aus der Klinik, die das Potenzial von „Drug Delivery“ per Flüssigkernfaser erkennen und in diesem Bereich aktiv werden wollen.

Quelle:

Dr. Andrea Six, EMPA

Wasserabweisende Fasern ohne PFAS Bild: Empa
22.04.2024

Wasserabweisende Fasern ohne PFAS

Regenjacken, Badehosen oder Polsterstoffe: Textilien mit wasserabweisenden Eigenschaften benötigen eine chemische Imprägnierung. Fluor-haltige PFAS-Chemikalien sind zwar wirkungsvoll, schaden aber der Gesundheit und reichern sich in der Umwelt an. Empa-Forschende entwickeln nun ein Verfahren mit alternativen Substanzen, mit dem sich umweltfreundliche wasserabweisende Textilfasern erzeugen lassen. Erste Analysen zeigen: Die „guten“ Fasern weisen Wasser stärker ab und trocknen schneller als die der herkömmlichen Produkte.

Regenjacken, Badehosen oder Polsterstoffe: Textilien mit wasserabweisenden Eigenschaften benötigen eine chemische Imprägnierung. Fluor-haltige PFAS-Chemikalien sind zwar wirkungsvoll, schaden aber der Gesundheit und reichern sich in der Umwelt an. Empa-Forschende entwickeln nun ein Verfahren mit alternativen Substanzen, mit dem sich umweltfreundliche wasserabweisende Textilfasern erzeugen lassen. Erste Analysen zeigen: Die „guten“ Fasern weisen Wasser stärker ab und trocknen schneller als die der herkömmlichen Produkte.

Soll eine Badehose nach dem Schwimmen ihre Form behalten und schnell trocknen, muss sie zwei Eigenschaften kombinieren: Sie muss elastisch sein und darf sich nicht mit Wasser vollsaugen. Eine derartige wasserabweisende Wirkung lässt sich in der Textilindustrie durch das Behandeln der Textilien mit Chemikalien erreichen, die das elastische Kleidungsstück mit sogenannten hydrophoben Eigenschaften ausstatten. In den 1970er-Jahren begann man, hierfür neuartige synthetische Fluorverbindungen zu verwenden – Verbindungen, die bedenkenlos unzählige Anwendungsmöglichkeiten zu bieten schienen, sich später aber als höchst problematisch herausstellten. Denn diese Fluor-Kohlenstoff-Verbindungen, kurz PFAS, reichern sich in der Umwelt an und schaden der Gesundheit. Empa-Forschende entwickeln daher gemeinsam mit Schweizer Textilunternehmen alternative umweltfreundliche Verfahren, mit denen sämtliche Fasern wasserabweisend ausgerüstet werden können. Dirk Hegemann vom „Advanced Fibers“-Labor der Empa in St. Gallen erläutert das von der Innosuisse geförderte Projekt: „Wir setzen sogenannte hochvernetzte Siloxane ein, die Silikon-ähnliche Schichten erzeugen und – anders als Fluor-haltige PFAS – unbedenklich sind.“

Die Plasma-Beschichtungsanlagen der Empa reichen von handlichen Tischmodellen bis hin zu raumfüllenden Geräten. Für die Faserbeschichtung werden die Siloxane in einem reaktiven Gas zerstäubt und aktiviert. Auf diese Weise behalten sie ihre funktionalen Eigenschaften und umschliessen die Textilfasern mit einer nur 30-Nanometer-feinen wasserabweisenden Hülle. Derart beschichtete Fäden lassen sich danach zu wasserabweisenden Textilien jeglicher Art verarbeiten, etwa zu Kleidungsstücken oder technischen Textilien wie Polsterstoffe.

Der Vorteil gegenüber herkömmlichen nasschemischen Verfahren: Selbst bei komplex strukturierten Textilien ist die lückenlose Verteilung der hydrophoben Substanzen bis in alle Windungen der verschlungenen Fasern gewährleistet. Dies ist zentral, denn schon eine winzige benetzbare Stelle würde genügen, damit Wasser in die Tiefe einer Badehose eindringt und so das schnelle Trocknen des Kleidungsstücks verhindert. „Es ist uns sogar gelungen, selbst anspruchsvollere, elastische Fasern mit dem neuen Verfahren dauerhaft zu imprägnieren, was bisher nicht möglich war“, so Empa-Forscher Hegemann.

Großes Interesse der Industrie
In ersten Laboranalysen schneiden Textilien aus den neuen Fasern mit umweltfreundlicher Beschichtung bereits leicht besser ab als herkömmliche PFAS-beschichtete Stoffe: Sie saugen weniger Wasser auf und trocknen schneller. So richtig ins Gewicht fallen die wundersamen Eigenschaften der Fluor-freien Beschichtung aber erst nach mehrmaligem Waschen der Textilien: Während die herkömmliche PFAS-Imprägnierung bei dehnbaren Textilien bereits deutlich leidet, bleibt die Fluor-freie Faser auf hohem Niveau. Damit ist sie trotz Beanspruchung doppelt so wasserabweisend und trocknet deutlich effizienter.

Hegemann und sein Team sind nun daran, das Fluor-freie Laborverfahren zu leistungsfähigen und wirtschaftlich tragfähigen industriellen Prozessen zu skalieren. „Die Industrie ist sehr interessiert, nachhaltige Alternativen zu PFAS zu finden“, sagt Hegemann. Die Schweizer Textilunternehmen Lothos KLG, beag Bäumlin & Ernst AG und AG Cilander sind daher bereits mit an Bord, wenn es darum geht, umweltfreundliche Fluor-freie Textilien zu entwickeln. „Eine gelungene Zusammenarbeit, die Materialien, Fasertechnologie und Plasmabeschichtung kombiniert und zu einer innovativen, nachhaltigen und effektiven Lösung führt“, sagt etwa Dominik Pregger von Lothos. Bernd Schäfer, CEO von beag, fügt an: „Die Technologie ist umweltfreundlich und verfügt gleichzeitig über ein interessantes wirtschaftliches Potenzial.“

Weitere Informationen:
Empa PFAS Plasma Fasern
Quelle:

Dr. Andrea Six, EMPA

Empa-Forscher Simon Annaheim arbeitet an einer Matratze für Neugeborene. Bild: Empa
11.03.2024

Medizin-Textilien und Sensoren: Smarter Schutz für zarte Haut

Hautverletzungen durch anhaltenden Druck entstehen häufig bei Menschen, die ihre Position nicht selbstständig verändern können – etwa erkrankte Neugeborene im Spital oder ältere Menschen. Empa-Forschende bringen jetzt dank erfolgreicher Partnerschaften mit Industrie und Forschung zwei smarte Lösungen für das Wundliegen auf den Weg.

Lastet längere Zeit zu viel Druck auf unserer Haut, nimmt sie Schaden. Zu den Bevölkerungsgruppen, die einem hohen Risiko für derartige Druckverletzungen ausgesetzt sind, gehören beispielsweise Menschen im Rollstuhl, Neugeborene auf der Intensivstation oder Betagte. Die Folgen sind Wunden, Infektionen und Schmerzen.

Hautverletzungen durch anhaltenden Druck entstehen häufig bei Menschen, die ihre Position nicht selbstständig verändern können – etwa erkrankte Neugeborene im Spital oder ältere Menschen. Empa-Forschende bringen jetzt dank erfolgreicher Partnerschaften mit Industrie und Forschung zwei smarte Lösungen für das Wundliegen auf den Weg.

Lastet längere Zeit zu viel Druck auf unserer Haut, nimmt sie Schaden. Zu den Bevölkerungsgruppen, die einem hohen Risiko für derartige Druckverletzungen ausgesetzt sind, gehören beispielsweise Menschen im Rollstuhl, Neugeborene auf der Intensivstation oder Betagte. Die Folgen sind Wunden, Infektionen und Schmerzen.

Die Behandlung ist aufwändig und teuer: Jährlich entstehen Gesundheitskosten von rund 300 Millionen Schweizer Franken. "Darüber hinaus können bestehende Erkrankungen durch derartige Druckverletzungen verschlimmert werden", sagt Empa-Forscher Simon Annaheim vom "Biomimetic Membranes and Textiles"-Labor in St. Gallen. Nachhaltiger wäre es, so Annaheim, den Gewebeschäden vorzubeugen, um sie gar nicht erst entstehen zu lassen. Zwei aktuelle Forschungsprojekte unter Beteiligung der Empa bringen nun entsprechende Lösungen voran: Entwickelt wird hierbei eine Druck-ausgleichende Matratze für Neugeborene auf der Intensivstation und ein textiles Sensorsystem für querschnittsgelähmte Personen und bettlägerige Menschen.

Optimal gebettet am Start des Lebens
Dabei sind die Ansprüche der Haut je nach Alter völlig unterschiedlich: Bei Erwachsenen stehen die Reibung der Haut auf der Liegefläche, physikalische Scherkräfte im Gewebe und eine fehlende Atmungsaktivität von Textilien als Risikofaktoren im Vordergrund. Die Haut von Neugeborenen, die intensivmedizinisch behandelt werden, ist dagegen per se äusserst empfindlich, jeder Flüssigkeits- und Wärmeverlust über die Haut kann zum Problem werden. "Während diese besonders verletzlichen Babys gesundgepflegt werden, sollte die Liegesituation keine zusätzlichen Komplikationen hervorrufen", so Empa-Forscher Annaheim. Dass herkömmliche Matratzen die Lösung für Neugeborene mit ganz unterschiedlichem Gewicht und verschiedenen Erkrankungen sein können, glaubt er nicht. Das Team um Annaheim sucht daher mit Forschenden der ETH Zürich, der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) und des Universitäts-Kinderspital Zürich nach einer optimalen Liegefläche für die zarte Kinderhaut. Diese Matratze müsste sich individuell an den Körper anpassen können, um Kindern bei einem schwierigen Start ins Leben helfen zu können.

Hierzu ermittelten die Forschenden zunächst die Druckverhältnisse an den verschiedenen Körperregionen von Neugeborenen. "Unsere Drucksensoren haben gezeigt, dass Kopf, Schultern und untere Wirbelsäule die Zonen mit dem grössten Risiko für Druckstellen sind", sagt Annaheim. Diese Ergebnisse flossen in die Entwicklung einer luftgefüllten Matratze der besonderen Art ein: Ihre drei Kammern können mit Hilfe von Drucksensoren und einem Mikroprozessor über eine elektronische Pumpe präzise so befüllt werden, dass der Druck an den jeweiligen Stellen minimiert wird. Eine an der Empa entwickeltes Infrarot-Laser-Verfahren erlaubte es dabei die Matratze aus einer flexiblen, mehrschichtigen und hautschonenden Polymermembran ohne störende Kanten zu erzeugen.

Nach einem mehrstufigen Entwicklungsprozess im Labor durften erste kleine Patientinnen und Patienten auf dem Prototyp der Matratze liegen. Der Effekt machte sich sofort bemerkbar, als die Forschenden die Matratze je nach den individuellen Bedürfnissen der Babys unterschiedlich stark mit Luft füllten: Gegenüber einer herkömmlichen Schaumstoffmatratze reduzierte der Prototyp den Druck auf die gefährdeten Körperstellen um bis zu 40 Prozent.

Nach dieser erfolgreichen Pilotstudie wird der Prototyp in den Empa-Labors nun weiter optimiert. Demnächst starten Simon Annaheim und Doktorand Tino Jucker eine grösser angelegte Studie mit der neuen Matratze mit der Abteilung für Intensivmedizin & Neonatologie am Kinderspital Zürich.

Intelligente Sensoren beugen vor
In einem weiteren Projekt arbeiten Empa-Forschende daran, den sogenannten Dekubitus-Gewebeschäden bei Erwachsenen vorzubeugen. Hierbei werden die Risikofaktoren Druckbelastung und Durchblutungsstörung in hilfreiche Warnsignale umgewandelt.

Liegt man längere Zeit in der gleichen Position, führen Druck und Durchblutungsstörungen zu einer Unterversorgung des Gewebes mit Sauerstoff. Während der Sauerstoffmangel bei gesunden Menschen einen Reflex ausgelöst, sich zu bewegen, kann dieser neurologische Feedback-Loop etwa bei Menschen mit Querschnittslähmung oder bei Koma-Patienten gestört sein. Hier können smarte Sensoren helfen, frühzeitig vor dem Risiko eines Gewebeschadens zu warnen.

Im Projekt "ProTex" hat ein Team aus Forschenden der Empa, der Universität Bern, der Fachhochschule OST und der Bischoff Textil AG in St. Gallen ein Sensorsystem aus smarten Textilien mit zugehöriger Datenanalyse in Echtzeit entwickelt. "Die hautverträglichen textilen Sensoren enthalten zwei verschiedene funktionelle Polymerfasern», sagt Empa-Forscher Luciano Boesel vom "Biomimetic Membranes and Textiles"-Labor in St. Gallen. Neben Druck-sensitiven Fasern integrierten die Forschenden lichtleitende Polymerfasern (POFs), die der Sauerstoffmessung dienen. "Sobald der Sauerstoffgehalt in der Haut abfällt, signalisiert das hochempfindliche Sensorsystem ein steigendes Risiko für Gewebeschäden", erklärt Boesel. Die Daten werden dann direkt an den Patienten oder das Pflegepersonal übermittelt. So könne etwa eine liegende Person rechtzeitig umgelagert werden, bevor das Gewebe Schaden nimmt.

Patentierte Technologie
Die Technologie dahinter beinhaltet auch ein an der Empa entwickeltes neuartiges Mikrofluidik-Nassspinnverfahren für die Herstellung von POFs. Es erlaubt eine präzise Steuerung der Polymerkomponenten im Mikrometerbereich und eine sanftere, umweltfreundlichere Verarbeitung der Fasern. Das Mikrofluidik-Verfahren ist eines von drei Patenten, die bisher aus dem "ProTex"-Projekt hervorgegangen sind.

Ein weiteres Produkt ist ein atmungsaktiver Textilsensor, der direkt auf der Haut getragen wird. Das 2023 aus dem Projekt entstandene Spin-off "Sensawear" in Bern treibt derzeit die Markteinführung voran. Darüber hinaus ist Empa-Forscher Boesel überzeugt: "Die Erkenntnisse und Technologien aus "ProTex" werden künftig weitere Anwendungen im Bereich der tragbaren Sensorik und der smarten Kleidung ermöglichen."

Quelle:

Dr. Andrea Six, Empa

  Forschende um Bernd Nowack haben die Freisetzung von Nanopartikeln beim Waschen von Polyestertextilien untersucht. Bild: Empa
14.02.2024

Freisetzung von Oligomeren aus Polyester-Textilien

Wenn Nanoplastik keiner ist ... Textilien aus synthetischen Fasern geben beim Waschen Mikro- und Nanoplastik ab. Empa-Forschende konnten nun zeigen, dass ein Teil des vermeintlichen Nanoplastiks gar nicht aus Plastikpartikeln besteht, sondern aus wasserunlöslichen Oligomeren. Welche Auswirkungen sie auf Mensch und Umwelt haben, ist noch kaum erforscht.

Gebrauchsgegenstände aus Kunststoff und Kleider aus Kunstfasern setzen Mikroplastik frei: Partikel unter fünf Millimeter Größe, die unbemerkt in die Umwelt gelangen können. Ein kleiner Teil dieser Partikel befindet sich sogar im Nanometerbereich. Solcher Nanoplastik ist Gegenstand intensiver Forschung, denn aufgrund ihrer geringen Größe können Nanoplastik-Teilchen in den menschlichen Körper aufgenommen werden – über ihre potenzielle Toxizität ist jedoch noch wenig bekannt.

Wenn Nanoplastik keiner ist ... Textilien aus synthetischen Fasern geben beim Waschen Mikro- und Nanoplastik ab. Empa-Forschende konnten nun zeigen, dass ein Teil des vermeintlichen Nanoplastiks gar nicht aus Plastikpartikeln besteht, sondern aus wasserunlöslichen Oligomeren. Welche Auswirkungen sie auf Mensch und Umwelt haben, ist noch kaum erforscht.

Gebrauchsgegenstände aus Kunststoff und Kleider aus Kunstfasern setzen Mikroplastik frei: Partikel unter fünf Millimeter Größe, die unbemerkt in die Umwelt gelangen können. Ein kleiner Teil dieser Partikel befindet sich sogar im Nanometerbereich. Solcher Nanoplastik ist Gegenstand intensiver Forschung, denn aufgrund ihrer geringen Größe können Nanoplastik-Teilchen in den menschlichen Körper aufgenommen werden – über ihre potenzielle Toxizität ist jedoch noch wenig bekannt.

Empa-Forschende aus der Gruppe von Bernd Nowack aus dem Labor „Technologie und Gesellschaft" haben nun gemeinsam mit Kollegen aus China Nanopartikel aus Textilien unter die Lupe genommen. Tong Yang, Erstautor der Studie, hat die Untersuchungen während seines Doktorats an der Empa durchgeführt. Bereits in früheren Studien konnten die Empa-Forscher zeigen, dass beim Waschen von Polyester Mikro- und Nanoplastik freigesetzt wird. Eine genaue Untersuchung der freigesetzten Nanopartikel hat nun ergeben, dass nicht alles, was auf den ersten Blich nach Nanoplastik aussieht, auch tatsächlich Nanoplastik ist.

Zu einem beträchtlichen Teil handelte es sich tatsächlich nicht um Nanoplastik, sondern um Klumpen von sogenannten Oligomeren, also kleinen bis mittelgroßen Moleküle, die eine Zwischenstufe zwischen den langen verketteten Polymeren und ihren Einzelbausteinen, den Monomeren, darstellen. Diese Moleküle sind noch kleiner als Nanoplastik-Partikel. Auch über ihre Toxizität ist kaum etwas bekannt. Die Ergebnisse veröffentlichten die Forschenden in der Zeitschrift „Nature Water“.

Für die Studie haben die Forschenden zwölf unterschiedliche Polyesterstoffe untersucht, darunter etwa Mikrofaser, Satin und Jersey. Die Stoffproben wurden bis zu vier Mal gewaschen und die dabei freigesetzten Nanopartikel analysiert und charakterisiert. Keine einfache Aufgabe, sagt Bernd Nowack. „Plastik, vor allem Nanoplastik, ist überall, auch an unseren Geräten und Utensilien“, so der Wissenschaftler. „Bei Nanoplastik-Messungen müssen wir dieses 'Hintergrundrauschen' berücksichtigen.“

Großer Anteil löslicher Partikel
Um Nanoplastik von Oligomerklumpen zu unterscheiden, nutzten die Forschenden ein Ethanolbad. Plastikstückchen, egal wie klein, lösen sich darin nicht auf, Ansammlungen von Oligomeren dagegen schon. Der Befund: Rund ein Drittel bis knapp 90 Prozent der beim Waschen freigesetzten Nanopartikel ließen sich in Ethanol auflösen. „Dadurch konnten wir zeigen, dass nicht alles, was im ersten Moment nach Nanoplastik aussieht, auch Nanoplastik ist“, sagt Nowack.

Ob die Freisetzung von „nanopartikulären“ Oligomeren beim Waschen von Textilien negative Auswirkungen auf Mensch und Umwelt hat, ist noch nicht klar. „Bei anderen Kunststoffen haben Studien bereits gezeigt, dass nanopartikuläre Oligomere toxischer sind als Nanoplastik“, sagt Nowack. „Das ist ein Hinweis, dass man das genauer untersuchen sollte.“ Die Forschenden konnten jedoch feststellen, dass die Beschaffenheit des Textils sowie die Schnittmethode – Schere oder Laser – keinen großen Einfluss auf die Menge der freigesetzten Partikel haben.

Auch der Mechanismus der Freisetzung ist noch nicht geklärt – weder für Nanoplastik noch für die Oligomerpartikel. Die erfreuliche Nachricht ist, dass die Menge der freigesetzten Partikel mit wiederholten Waschgängen stark abnimmt. Denkbar wäre, dass die Oligomerpartikel bei der Herstellung des Textils entstehen oder sich durch chemische Prozesse bei der Lagerung von den Fasern abspalten. Auch hierzu sind weitere Studien notwendig.

Nowack und sein Team widmen sich jedoch vorerst wieder größeren Partikeln: In einem nächsten Projekt wollen sie untersuchen, welche Fasern beim Waschen von Textilien aus nachwachsenden Rohstoffen freigesetzt werden und ob diese die Umwelt und die Gesundheit belasten könnten. „Halbsynthetische Textilien wie Viskose oder Lyocell werden als Ersatz für Polyester angepriesen“, sagt Nowack. „Aber wir wissen noch gar nicht, ob sie wirklich besser sind, wenn es um die Freisetzung von Fasern geht.“

 

Quelle:

Empa

Bild von Tumisu auf Pixabay
06.12.2023

Antimikrobielle Beschichtung: Keime müssen draußen bleiben

Krankenhauskeime und Seuchenerreger werden nicht immer direkt von Mensch zu Mensch übertragen. Sie können sich auch über keimbelastete Gegenstände verbreiten. Empa-Forschende haben gemeinsam mit dem Chemiekonzern BASF, dem Labor Spiez und der Technischen Universität Berlin beschichtete Textilien entwickelt, die Krankheitserreger hemmen oder sogar abtöten. In Krankenhäusern könnten sie künftig als antimikrobielle Vorhänge eingesetzt werden.

Krankenhauskeime und Seuchenerreger werden nicht immer direkt von Mensch zu Mensch übertragen. Sie können sich auch über keimbelastete Gegenstände verbreiten. Empa-Forschende haben gemeinsam mit dem Chemiekonzern BASF, dem Labor Spiez und der Technischen Universität Berlin beschichtete Textilien entwickelt, die Krankheitserreger hemmen oder sogar abtöten. In Krankenhäusern könnten sie künftig als antimikrobielle Vorhänge eingesetzt werden.

Unzählige Male pro Tag berühren Patienten, Besucherinnen oder medizinisches Personal im Krankenhaus Oberflächen jeglicher Art. Dabei können diese Türgriffe, Geländer oder Liftknöpfe als Transportvehikel für Krankheitserreger wie Krankenhauskeime oder Viren dienen. Glatte Oberflächen lassen sich zwar nach einer Kontamination vergleichsweise einfach reinigen. Bei porösen Strukturen wie Textilien ist dies dagegen nicht so trivial. Dieses Problem haben Empa-Forschende zusammen mit Experten der BASF, des Labor Spiez und der Technischen Universität Berlin gelöst: Mit einem Beschichtungsverfahren können nun Stoffe so behandelt werden, dass bakterielle und virale Krankheitserreger abgetötet oder im Wachstum gehemmt werden. In Krnaknehäusern könnten die imprägnierten Textilien künftig beispielsweise als antimikrobiell-wirkende Vorhänge zwischen Patientenbetten eingesetzt werden.

Monatelang aktiv
«Wir haben ein Verfahren gesucht, das Keime zuverlässig daran hindert, Textilien zu kontaminieren, die während des Gebrauchs mit einer Vielzahl von Menschen in Kontakt kommen», erklärt Peter Wick vom «Particles-Biology Interactions» Labor der Empa in St. Gallen. So könne man Infektionsketten unterbrechen, bei denen sich etwa multiresistente Bakterien oder virale Krankheitserreger auf Spitalvorhängen festsetzen und sich dann von Menschen weitertragen lassen.

Die Forschenden entwickelten ein Beschichtungsverfahren, bei dem Benzalkoniumchlorid-haltiges Desinfektionsmittel gleichmässig in die Krankenhausvorhänge eingearbeitet wurde. Nachdem Variablen wie Konzentration, Einwirkzeit, Verarbeitungsdruck und Trocknung optimiert waren, haftete die Beschichtung stabil auf den Textilien. Ob die beschichteten Textilien auch keimtötend wirkten, sollten Analysen der antimikrobiellen Aktivität der ersten Stoffproben zeigen.

«Die Ergebnisse der Laboruntersuchungen waren sehr erfreulich», so Wick. Denn als die Bakterienkulturen einiger typischer Problemkeime mit den Stoffproben inkubiert wurden, hemmten die beschichteten Textilproben das Wachstum beispielsweise von Staphylokokken und Pseudomonas-Bakterien. «Die Spitalkeime wurden bereits nach zehn Minuten deutlich reduziert oder sogar abgetötet», so der Empa-Forscher. Außerdem war die Beschichtung auch gegen virale Erreger aktiv: Über 99 Prozent der untersuchten Viren konnten durch die beschichteten Stoffproben abgetötet werden.

Auch nach mehrmonatiger Lagerung blieben die Beschichtungen wirksam. Dies erlaubt eine Produktion auf Vorrat. Mit dem neuen Verfahren könnten künftig zudem auch andere Textilien respektive Filter oder Reinigungsutensilien bei Bedarf zügig und sicher antimikrobiell ausgerüstet werden, etwa bei einer anrollenden Epidemie, betont Empa-Forscher Wick.

Quelle:

EMPA

Swijin Inage Swijin
20.06.2023

Innovative Sportbekleidung: Schwimmen und Rennen ohne Umziehen

Rechtzeitig für den Sommer: Das Schweizer Start-up Swijin bringt mit dem «SwimRunner» eine neue Sportbekleidungskategorie auf den Markt – ein Sport-BH mitsamt passenden Unterteilen, die sowohl als Schwimm- wie als Laufbekleidung funktionieren und im Handumdrehen trocknen. Entwickelt wurde das innovative Produkt zusammen mit Empa-Forschenden in einem Innosuisse-Projekt. Testen kann man den „SwimRunner“ dieses Wochenende am „Zurich City Triathlon“.
 
Nach dem Joggen noch schnell ins kühle Nass springen, ohne sich umziehen zu müssen? Swijin (sprich: Swie-Djin), ein neues Schweizer TechTex-Start-up, lanciert ihr erstes Produkt, den «SwimRunner»: einen Sport-BH mit Unterteilen, die sowohl als Schwimm- wie auch als Laufbekleidung fungieren und blitzschnell trocknen.

Rechtzeitig für den Sommer: Das Schweizer Start-up Swijin bringt mit dem «SwimRunner» eine neue Sportbekleidungskategorie auf den Markt – ein Sport-BH mitsamt passenden Unterteilen, die sowohl als Schwimm- wie als Laufbekleidung funktionieren und im Handumdrehen trocknen. Entwickelt wurde das innovative Produkt zusammen mit Empa-Forschenden in einem Innosuisse-Projekt. Testen kann man den „SwimRunner“ dieses Wochenende am „Zurich City Triathlon“.
 
Nach dem Joggen noch schnell ins kühle Nass springen, ohne sich umziehen zu müssen? Swijin (sprich: Swie-Djin), ein neues Schweizer TechTex-Start-up, lanciert ihr erstes Produkt, den «SwimRunner»: einen Sport-BH mit Unterteilen, die sowohl als Schwimm- wie auch als Laufbekleidung fungieren und blitzschnell trocknen.

Diese Innovation ermöglicht Frauen erstmals einen fließenden Übergang zwischen Land- und Wassersportarten, ohne die Kleidung wechseln zu müssen. So können Frauen etwa beim Wandern oder Laufen unkompliziert ins Wasser gehen. Auch Stand-Up-Paddlerinnen genießen mit dem „SwimRunner" uneingeschränkte Bewegungsfreiheit und gleichzeitig genügend Sitz, sowohl auf dem Board als auch im Wasser.
          
Wissenschaft im Dienste des Sports
Was auf den ersten Blick wie eine relativ einfache Anforderung erscheint, hat sich in der Entwicklung als äußerst komplexes Produkt herausgestellt. Im Rahmen eines Innosuisse-Projekts kam es zur Zusammenarbeit von Swijin mit der Empa-Abteilung für Biomimetische Membranen und Textilien. Unter der Leitung des Empa-Ingenieurs Martin Camenzind definierten die Forschenden zunächst die Anforderungen an das Material und den Schnitt des Sport-BHs. „Bei der Entwicklung hatten wir eine dreifache Herausforderung: Einerseits musste es die Anforderungen an einen hochbelastbaren Sport-BH an Land erfüllen. Gleichzeitig sollte aber die Kompression eines Badeanzugs im Wasser aufrechterhalten werden – und dies bei einer sehr kurzen Trocknungszeit“, sagt Camenzind.

Da es noch keine vergleichbare Bekleidung auf dem Markt gibt, entwickelte das Team auch gleich neue Tests für die Beurteilung des Hochleistungstextils. „Wir haben auch ein Mannequin entworfen: Ein Modell des weiblichen Oberkörpers, mit dem man die mechanischen Eigenschaften von BHs messen kann», erklärt der Forscher. Neben den wissenschaftlichen Erkenntnissen floss in die Produktentwicklung auch viel Kompetenz von Sportphysiologen, Textilingenieurinnen, Branchenspezialisten, Designerinnen und natürlich Athletinnen ein.

Höchste Ansprüche
Viele dieser Sportlerinnen entstammen der „Swimrun“-Szene. Swimrun ist eine schnell wachsende Abenteuersportart, die in den Schärengärten Schwedens entstanden ist. Im Gegensatz zu Triathleten, die zuerst schwimmen, dann Rad fahren und schließlich laufen, wechseln Swimrunner während des Rennens immer wieder zwischen Trailrunning und Schwimmen im offenen Wasser hin und her. Die Intensität dieser Sportart bot Swijin die optimalen Bedingungen für die Produktentwicklung – und gab auch den Namen der ersten Kollektion, „SwimRunner“. „Das Feedback der Athletinnen war mitentscheidend für den Erfolg des Produkts. Sie schwimmen und laufen oft sechs bis sieben Stunden am Stück. Als sie mit unseren Prototypen zufrieden waren, wussten wir: Der SwimRunner ist ‚ready for market‘“, sagt Swijin-Gründerin Claudia Glass.

Die Produktidee kam Claudia Glass während eines Urlaubs auf Mallorca. Bei ihren morgendlichen Läufen sehnte sie sich danach, kurz ins Meer tauchen zu können. „Sport-BHs sind aber nicht zum Schwimmen konzipiert“, erklärt die Gründerin. „Im Wasser saugen sie sich voll und trocknen aufgrund ihres dicken Kompressionsmaterials scheinbar nie. Letzten Sommer trug ich den ‚SwimRunner‘-Prototyp den ganzen Tag. Morgens lief ich mit meinem Hund zum Zürichsee und sprang hinein. Als ich wieder zu Hause ankam, hätte ich mich einfach an meinen Schreibtisch setzen können und anfangen zu arbeiten – ich war komplett trocken und fühlte mich sehr komfortabel.“
 
Design und Nachhaltigkeit
Das Jungunternehmen legt Wert darauf, Ingenieurwesen und Design zu vereinen. Swijins Kreativdirektorin Valeria Cereda sitzt im Zentrum der Weltmodestadt Mailand und lässt ihre Erfahrung mit Luxusmarken in die Ästhetik von Swijin einfließen. Als ehemalige Leistungsschwimmerin ist sie aber zugleich auf Funktionalität bedacht.

Die Hochleistungsprodukte von Swijin lassen sich nur mit synthetischen Materialien verwirklichen. Das junge Unternehmen ist entschlossen, die Umweltbelastung der Produkte auf ein Minimum zu reduzieren. Die enge Lieferkette hält den CO2-Fussabdruck gering. Die Materialien des „SwimRunner“ sind zu 100 % in der EU hergestellt und auf Qualität ausgelegt.

Herkömmliche Bekleidungsetiketten geben nur Auskunft über den Herstellungsort des Kleidungsstücks. Swijin arbeitet mit dem Anbieter Avery Dennison zusammen, um alle Produkte mit einem „Digital Identity Label“ auszustatten. Dieses bietet den Verbrauchern detaillierte Informationen über die gesamte Wertschöpfungskette, bis hin zu den Investitionen des Textilherstellers zur Verringerung des CO2-Fussabdrucks und zum Einsatz des wasserbasierten, lösemittelfreien Logos. Swijin verpackt alle Materialien in „Cradle to Cradle Gold“ zertifizierten Verpackungen, die von Voegeli AG im Emmental hergestellt werden.

Außerdem geht Swijin proaktiv die Herausforderungen am Ende des Produktlebenszyklus an. Um einer echten Kreislauffähigkeit funktionaler Textilien näher zu kommen, nimmt Swijin als Leuchtturmpartner im „Yarn-to-Yarn®“-Pilotprojekt der Rheiazymes AG teil. Dabei handelt es sich um eine Biotech-Lösung, die Mikroorganismen und Enzyme einsetzt, um aus Alttextilien direkt und klimaneutral neue Ausgangsstoffe zu generieren. Wenn Kundinnen „End-of-Life“ Swijin-Produkte zurückgeben – wofür Swijin auch Anreize bietet – können die hochwertigen Monomere in Ursprungsqualität wieder in die Lieferkette zurückgeführt werden: echte „circularity“.

„Als aufstrebende Marke haben wir die Pflicht und den Luxus, Partner auszuwählen, deren Vision und Werte mit unseren eigenen übereinstimmen“, sagt Claudia Glass. „Ich hatte ein klares Verständnis davon, welche Art von Marke ich kaufen würde, aber ich konnte sie nirgends finden. Mit Swijin fühlen wir uns verpflichtet, unsere Werte auch tatsächlich zu verwirklichen.“

Weitere Informationen:
Sportwear schwimmen BH Synthetikfasern Empa
Quelle:

Claudia Glass, Anna Ettlin, EMPA

Foto Pixabay
21.03.2023

3D-gedruckte Einlagen messen Sohlendruck direkt im Schuh

  • Für Sport und Physiotherapie

Forschende der ETH Zürich, der Empa und der EPFL entwickeln eine 3D-gedruckte Einlagesohle mit integrierten Sensoren, die das Messen des Sohlendrucks im Schuh und damit während beliebiger Aktivitäten erlaubt. Dies hilft Athletinnen oder Patienten, Leistungs- und Therapiefortschritte zu bestimmen.

Im Spitzensport entscheiden manchmal Sekundenbruchteile zwischen Sieg und Niederlage. Um ihre Leistungen zu optimieren, nutzen Sportlerinnen und Sportler deshalb unter anderem massgefertigte Einlagesohlen. Aber auch Menschen mit Schmerzen des Bewegungsapparates greifen auf Einlagen zurück, um ihre Beschwerden zu bekämpfen.

  • Für Sport und Physiotherapie

Forschende der ETH Zürich, der Empa und der EPFL entwickeln eine 3D-gedruckte Einlagesohle mit integrierten Sensoren, die das Messen des Sohlendrucks im Schuh und damit während beliebiger Aktivitäten erlaubt. Dies hilft Athletinnen oder Patienten, Leistungs- und Therapiefortschritte zu bestimmen.

Im Spitzensport entscheiden manchmal Sekundenbruchteile zwischen Sieg und Niederlage. Um ihre Leistungen zu optimieren, nutzen Sportlerinnen und Sportler deshalb unter anderem massgefertigte Einlagesohlen. Aber auch Menschen mit Schmerzen des Bewegungsapparates greifen auf Einlagen zurück, um ihre Beschwerden zu bekämpfen.

Um solche Einlagen exakt anzupassen, müssen Fachleute zuerst ein Druckprofil der Füsse erstellen. Dazu müssen Sportler oder Patientinnen barfuss über druckempfindliche Matten gehen, wo sie ihren individuellen Fussabdruck hinterlassen. Aufgrund dieses Druckprofils erstellen Orthopädinnen und Orthopäden dann in Handarbeit individuell passende Einlagen. Optimierungen und Anpassungen brauchen aber Zeit. Weiterer Nachteil: Die druckempfindlichen Matten lassen nur Messungen in einem begrenzten Raum zu, aber nicht während des Trainings oder Outdoor-Aktivitäten.

Nun könnte aber eine Erfindung eines Forschungsteams der ETH Zürich, der Empa und der EPFL die Situation deutlich verbessern: Die Forschenden fabrizierten nämlich mittels 3D-Druck eine massgeschneiderte Einlagesohle mit integrierten Drucksensoren. Damit kann der Fusssohlendruck direkt im Schuh bei verschiedenen Aktivitäten gemessen werden.

«Man kann anhand der ermittelten Druckmuster erkennen, ob jemand geht, läuft, eine Treppe hochsteigt oder gar eine schwere Last am Rücken trägt. Dann verlagert sich der Druck nämlich mehr auf die Ferse», erklärt Co-Projektleiter Gilberto Siqueira, Oberassistent an der Empa und am Labor für komplexe Materialien der ETH Zürich. Mühsame Mattentests sind damit passé. Die Erfindung wurde vor kurzem in der Fachzeitschrift Scientific Reports vorgestellt.

Ein Gerät, mehrere Tinten
Dabei ist aber nicht nur die Benutzung, sondern auch die Herstellung der Einlagesohlen einfach. Samt den integrierten Sensoren und Leiterbahnen werden sie in nur einem Arbeitsgang und nur auf einem 3D-Drucker hergestellt, einem sogenannten Extruder. Zum Drucken verwenden die Forschenden verschiedene Tinten, deren Rezepturen sie eigens für diese Anwendung entwickelt haben. So nutzen die Materialwissenschaftler als Grundlage der Einlagesohle ein Gemisch aus Silikon und Zellulose-Nanopartikeln.

Auf diese erste Schicht drucken sie dann mit einer leitfähigen silberhaltigen Tinte die Leiterbahnen, und auf diese an einzelnen Stellen – mit russhaltiger Tinte – die Sensoren. Die Verteilung der Sensoren ist dabei nicht zufällig: Sie werden genau dort platziert, wo der Fusssohlendruck am stärksten ist. Um die Leiterbahnen und die Sensoren zu schützen, überziehen die Forschenden diese mit einer weiteren Silikonschicht.

Eine anfängliche Schwierigkeit bestand darin, eine gute Haftung der unterschiedlichen Materialschichten zu erzielen. Die Forschenden behandelten deshalb die Oberfläche der Silikonschichten mit einem heissen Plasma.

Die Sensoren sind sogenannte Piezoelemente, die mechanischen Druck in elektrische Signale umwandeln. Sie messen Normal- und Scherkräfte. Die Forschenden haben auch eine Schnittstelle zum Auslesen der generierten Daten in die Sohle eingebaut.

Laufdaten bald drahtlos auslesen
Tests zeigten den Forschenden, dass die additiv gefertigte Einlage gut funktioniert. «Mit einer Datenanalyse können wir also tatsächlich verschiedene Aktivitäten identifizieren, je nachdem, welche Sensoren wie stark angesprochen haben», sagt Projektleiter Siqueira.

Im Moment brauchen er und seine Kolleginnen und Kollegen noch eine Kabelverbindung, um die Daten auszulesen. Seitlich der Einlage haben sie einen Kontakt eingebaut. Einer der nächsten Entwicklungsschritte werde sein, eine drahtlose Verbindung zu schaffen. «Das Auslesen der Daten stand bisher jedoch nicht im Vordergrund unserer Arbeit», betont der Forscher.

Eine solche 3D-gedruckte Einlagesohle mit integrierten Sensoren könnte künftig von Sportlerinnen und Sportlern oder auch in der Physiotherapie genutzt werden, etwa um Trainings- oder Therapiefortschritte zu messen. Auf den Messdaten basierend können dann Trainingspläne angepasst und mittels 3D-Druck permanente Schuheinlagen mit unterschiedlich harten und weichen Zonen fabriziert werden.

Obwohl Siqueira das Marktpotenzial für ihre Entwicklung besonders im Spitzensport als gross einschätzt, hat sein Team bislang noch keine Schritte in Richtung Kommerzialisierung unternommen.

An der Entwicklung der Einlagesohle waren Forschende der Empa, der ETH Zürich und der EPFL beteiligt. EPFL-Forscher Danick Briand koordinierte das Projekt und seine Gruppe steuerte die Sensoren bei, die ETH- und Empa-Forschenden die Entwicklung der Tinten und die Druckplattform. Am Projekt beteiligt waren auch das Universitätsspital Lausanne CHUV und die Orthopädiefirma Numo. Gefördert wurde das Projekt im Rahmen der «Strategic Focus Area» Advanced Manufacturing des ETH-Bereichs.

Quelle:

Peter Rüegg, ETH Zürich

Shirt, das die Atmung überwacht Bild EMPA
28.12.2022

Wearables für die Gesundheit: Sensoren zum Anziehen

Stilvolle Sensoren zum Anziehen
Mit Sensoren, die am Körper getragen werden und Gesundheitsparameter messen, lassen wir Technik ganz nah an uns heran. Dass die medizinische Überwachung beispielsweise der Atemtätigkeit auch stilvoll als Shirt tragbar ist, zeigt eine Kooperation der Empa und der Designerin Laura Deschl, die von der Ostschweizer «Textile and Design Alliance» (TaDA) gefördert wird.
 

Stilvolle Sensoren zum Anziehen
Mit Sensoren, die am Körper getragen werden und Gesundheitsparameter messen, lassen wir Technik ganz nah an uns heran. Dass die medizinische Überwachung beispielsweise der Atemtätigkeit auch stilvoll als Shirt tragbar ist, zeigt eine Kooperation der Empa und der Designerin Laura Deschl, die von der Ostschweizer «Textile and Design Alliance» (TaDA) gefördert wird.
 
Der Wunsch nach einem gesunden Lebensstil hat in unserer Gesellschaft einen Trend zum «Self-Tracking» ausgelöst. Vitalwerte sollen jederzeit abrufbar sein, etwa um Trainingseffekte konsequent zu messen. Gleichzeitig ist bei der kontinuierlich wachsenden Bevölkerungsgruppe der über 65-Jährigen der Wunsch, bis ins hohe Alter leistungsfähig zu bleiben, stärker denn je. Präventive, gesundheitserhaltende Maßnahmen müssen hierbei kontrolliert werden, sollen sie das gewünschte Ergebnis erzielen. Die Suche nach Messsystemen, die entsprechende Gesundheitsparameter zuverlässig ermitteln, läuft auf Hochtouren. Neben dem Freizeitbereich benötigt die Medizin geeignete und verlässliche Messsysteme, die eine effiziente und wirksame Betreuung von immer mehr Menschen im Spital oder zuhause ermöglichen. Denn die Zunahme von Zivilisationskrankheiten wie Diabetes, Herz-Kreislaufproblemen oder Atemwegserkrankungen belastet das Gesundheitssystem.

Empa-Forschende um Simon Annaheim vom «Biomimetic Membranes and Textiles» Labor in St. Gallen entwickeln daher Sensoren für die Überwachung des Gesundheitszustandes, etwa für einen Diagnostik-Gurt, der auf flexiblen Sensoren mit elektrisch leitfähigen bzw. lichtleitenden Fasern basiert. Für die Akzeptanz einer kontinuierlichen medizinischen Überwachung bei den Patientinnen und Patienten können aber ganz andere, weniger technisch geprägte Eigenschaften entscheidend sein: So müssen die Sensoren angenehm zu tragen und einfach zu handhaben sein – und im Idealfall auch noch gut aussehen.
    
Diesen Aspekt greift ein Kooperationsprojekt zwischen der «Textile and Design Alliance», kurz TaDA, in der Ostschweiz und der Empa auf. Hierbei wurden Möglichkeiten aufgezeigt, wie textile Sensoren in Kleidungsstücke integriert werden können. Dabei stand neben der technischen Zuverlässigkeit und einem hohen Tragekomfort auch das Design der Kleidungsstücke im Zentrum. Die interdisziplinäre TaDA-Designerin Laura Deschl arbeitete elektrisch leitfähige Fasern in ein Shirt ein, die ihren Widerstand je nach Dehnung verändern. Damit kann das Shirt überwachen, wie stark sich Brustkorb und Bauch der Probanden beim Atmen heben und senken, was Rückschlüsse auf die Atemaktivität erlaubt. Eine kontinuierliche Überwachung der Atemtätigkeit ist speziell bei Patientinnen und Patienten während der Aufwachphase nach einer Operation sowie bei Patientinnen, die mit Schmerzmitteln behandelt werden, von Interesse. Auch für Patientinnen mit Atemproblemen wie Schlafapnoe oder Asthma könnte ein solches Shirt hilfreich sein. Zusätzlich stickte Deschl elektrisch leitfähige Fasern der Empa ins Shirt ein, die für die Verbindung zum Messgerät benötigt werden und die optisch in das Muster des Shirts integriert wurden.
 
Die «Textile and Design Alliance» ist ein Pilotprogramm der Kulturförderung der Kantone Appenzell Ausserrhoden, St. Gallen und Thurgau, um die Zusammenarbeit zwischen Kulturschaffenden aus aller Welt und der Textilindustrie zu fördern. Über internationale Ausschreibungen werden Kulturschaffende aller Sparten zu einem dreimonatigen Arbeitsaufenthalt in der Ostschweizer Textilwirtschaft eingeladen.
Das TaDA-Netzwerk umfasst 13 Kooperationspartner – Textilunternehmen, Kultur-, Forschungs- und Bildungsinstitutionen – und bietet den Kulturschaffenden dadurch direkten Zugang zu hochspezialisiertem Know-how und technischen Produktionsmitteln, um vor Ort an ihren textilen Projekten arbeiten, forschen und experimentieren. Diese künstlerische Kreativität wird den Partnern wiederum im Austausch als innovatives Potenzial zugänglich gemacht.

Während der Projektphase wurde Laura Deschl von Schoeller Textil AG (Rohware), Lobra (Transferdruck) und dem Saurer Museum (leitfähige Stickerei) bei der Realisierung des Prototyps unterstützt. Zudem erhielt sie fachliche Begleitung bezüglich der Druckqualität durch Martin Leuthold. Ideen für eine Weiterführung des Projekts sind bereits vorhanden; sie zielen auf eine smarte Patientenbekleidung ab, die die wichtigsten physiologischen Parameter ohne zusätzliche Sensorik erfassen und messen kann.

Foto: Marlies Thurnheer
25.10.2022

Textile Elektroden für Medtech-Anwendungen

  • Erfolgreiche Finanzierungsrunde für Empa-Spin-off «Nahtlos»

Nahtlos, ein Spin-off der Empa, hat in einer ersten Finanzierungsrunde 1 Million Franken von einem Netzwerk von «Business Angels» aus der Schweiz und Liechtenstein sowie von der Startfeld-Stiftung erhalten. Damit möchte Nahtlos den Markteintritt der neu entwickelten Textil-basierten Elektrode für medizinische Anwendungen vorantreiben.

  • Erfolgreiche Finanzierungsrunde für Empa-Spin-off «Nahtlos»

Nahtlos, ein Spin-off der Empa, hat in einer ersten Finanzierungsrunde 1 Million Franken von einem Netzwerk von «Business Angels» aus der Schweiz und Liechtenstein sowie von der Startfeld-Stiftung erhalten. Damit möchte Nahtlos den Markteintritt der neu entwickelten Textil-basierten Elektrode für medizinische Anwendungen vorantreiben.

Nahtlos, ein Spin-off der Empa, hat in den vergangenen zwei Jahren neuartige, Textil-basierte Elektroden zur Aufzeichnung der Herzaktivität (Elektrokardiogramm, EKG) – etwa, um Vorhofflimmern zu erkennen – sowie für Elektrostimulationstherapien entwickelt, z.B. um die Muskelmasse bei gelähmten Patienten zu erhalten. Textil-basierte Elektroden ermöglichen eine sanfte und hautschonende Anwendung, auch wenn die Elektroden über mehrere Tage oder gar Wochen getragen werden müssen. Die textile Elektrode ist somit die erste Alternative zur Gel-Elektrode, welche vor 60 Jahren entwickelt worden ist und noch heute als Standard für medizinische Anwendungen gilt.

Der Nahtlos-Gründer und ehemalige Empa-Forscher Michel Schmid und der Mit-Gründer und Betriebswirtschaftler José Näf haben die Textil-basierte Technologie, welche in verschiedenen, unter anderem von der Innosuisse geförderten Projekten an der Empa entwickelt und patentiert worden ist, weiterentwickelt und ausgereift. Das Ziel war dabei, ein Produkt für medizinische Langzeit-Anwendungen herzustellen, welches während einer Anwendung von bis zu mehreren Wochen zuverlässig EKG Signale aufzeichnet, dabei eine hohe Patientenakzeptanz erreicht und durch seine Wirtschaftlichkeit für den Leistungserbringer überzeugt. Heute ist das Patent zur textilbasierten Elektrodentechnologie nach Erreichen eines Meilensteins im Eigentum von nahtlos.

Finanzierung durch «Business Angels» und Startfeld-Stiftung
Für die Zertifizierung ihres Produkts, den Produktionsaufbau und die Marktbearbeitung haben Schmid und Näf nach Investoren gesucht – und konnten die Seed-Finanzierungsrunde vor kurzem erfolgreich beenden: die beiden Jungunternehmer akquirierten CHF 1 Million von Business Angelnetzwerken aus der Schweiz und Liechtenstein und von der Startfeld Stiftung. Die Nahtlos AG wurde beim Aufbau des Unternehmens von Startfeld, der Start-up Förderung des Switzerland Innovation Park Ost (SIP Ost), in Form von Coaching, Beratung und Frühphasen-Finanzierung unterstützt. Nahtlos ist zudem im Innovationspark Ost an der Lerchen-feldstraße 3 beheimatet, wo durch die Zusammenarbeit von Start-ups, Unternehmen und Hochschulen Innovationen initiiert und beschleunigt werden.

Zusammen mit der Empa und Nahtlos war der SIP Ost dieses Jahr auch auf der OLMA präsent. Am Stand konnten sich Besucherinnen und Besucher live und vor Ort über die Forschungsaktivitäten der Empa im Bereich «Digital Health» sowie über die Nahtlos-Technologie und deren Textil-Elektroden zur Gesundheitsüberwachung informieren.

Quelle:

EMPA

05.04.2022

Das klügere Pflaster gibt nach: Verband mit integrierten Medikamenten

Mit einem Verband, der Medikamente freisetzt, sobald eine Infektion in einer Wunde beginnt, ließen sich Verletzungen effizienter behandeln. Empa-Forschende arbeiten derzeit an Polymerfasern, die weich werden, sobald sich die Umgebung aufgrund einer Infektion erwärmt, und dadurch ein keimtötendes Mittel abgeben.

Ob eine Wunde unter dem Verband problemlos verheilt oder Bakterien in das verletzte Gewebe eindringen und eine Entzündung entfachen, lässt sich von außen nicht erkennen. Sicherheitshalber werden also desinfizierende Salben oder Antibiotika auf der Wunde verteilt, bevor ein Verband angelegt wird. Diese vorbeugenden Maßnahmen sind aber nicht in jedem Fall notwendig. So werden Medikamente verschwendet und Wunden «übertherapiert».

Mit einem Verband, der Medikamente freisetzt, sobald eine Infektion in einer Wunde beginnt, ließen sich Verletzungen effizienter behandeln. Empa-Forschende arbeiten derzeit an Polymerfasern, die weich werden, sobald sich die Umgebung aufgrund einer Infektion erwärmt, und dadurch ein keimtötendes Mittel abgeben.

Ob eine Wunde unter dem Verband problemlos verheilt oder Bakterien in das verletzte Gewebe eindringen und eine Entzündung entfachen, lässt sich von außen nicht erkennen. Sicherheitshalber werden also desinfizierende Salben oder Antibiotika auf der Wunde verteilt, bevor ein Verband angelegt wird. Diese vorbeugenden Maßnahmen sind aber nicht in jedem Fall notwendig. So werden Medikamente verschwendet und Wunden «übertherapiert».

Schlimmer noch: Der verschwenderische Umgang mit Antibiotika fördert die Entstehung von multiresistenten Keimen, die ein immenses Problem der globalen Gesundheitsversorgung darstellen. Empa-Forschende der beiden Empa-Labore «Biointerfaces» und «Biomimetic Membranes and Textiles» in St. Gallen wollen dies ändern. Sie entwickeln einen Verband, der selbstständig nur dann antibakterielle Medikamente verabreicht, wenn sie auch wirklich benötigt werden.

Die Idee des interdisziplinären Teams um Qun Ren und Fei Pan: Der Verband sollte mit Medikamenten «beladen» sein und zudem auf Umweltreize reagieren. «Auf diese Weise könnten Wunden präzise und im richtigen Moment behandelt werden», erklärt Fei Pan. Als Umweltreiz suchte sich das Team einen bestens bekannten Effekt aus: den Temperaturanstieg in einer infizierten, entzündeten Wunde.

Nun hiess es für das Team, ein Material zu designen, das auf diesen Temperaturanstieg passend reagieren würde. Hierzu wurde ein hautverträglicher Polymer-Verbundstoff aus mehreren Komponenten entwickelt: Acrylglas (Polymethylmethacrylat, kurz PMMA), das beispielsweise für Brillengläser und in der Textilindustrie verwendet wird, und Eudragit, ein bioverträgliches Polymergemisch, mit dem beispielsweise Tabletten überzogen werden. Mittels Elektrospinnen liess sich das Kunststoffgemisch zu einer feinen Membran aus Nanofasern verarbeiten. Als medizinisch wirksame Komponente konnte schliesslich Octenidin in die Nanofasern eingekapselt werden. Octenidin ist ein Desinfektionsmittel, das schnell gegen Bakterien, Pilze und manche Viren wirkt. In der Medizin kann es auf der Haut, auf Schleimhäuten und zur Wunddesinfektion verwendet werden.

Entzündungszeichen als Trigger
Bereits in der Antike beschrieb der griechische Arzt Galen die Anzeichen einer Entzündung. Noch heute besitzen die fünf lateinischen Fachbegriffe ihre Gültigkeit: Dolor (Schmerz), Calor (Erwärmung), Rubor (Rötung), Tumor (Schwellung) und Functio laesa (eingeschränkte Funktion) stehen für die klassischen Hinweise auf eine Entzündung. Bei einer infizierten Hautwunde kann die lokale Erwärmung bis zu fünf Grad ausmachen. Dieser Temperaturunterschied lässt sich als Trigger nutzen: Geeignete Materialien verändern in diesem Bereich ihre Konsistenz und können therapeutische Substanzen freisetzen.

Zersplitternder Handschuh
«Damit die Membran als "smarter Verband" wirkt und das Desinfektionsmittel auch tatsächlich freisetzt, wenn sich die Wunde aufgrund einer Infektion erwärmt, haben wir das Polymergemisch aus PMMA und Eudragit so zusammengestellt, dass wir die Glasübergangstemperatur passend einstellen konnten», sagt Empa-Forscher Fei Pan. Dabei handelt es sich um die Temperatur, bei der ein Kunststoff von einer festen Konsistenz in einen gummig-zähen Zustand wechselt. Bildlich beschrieben wird der Effekt gerne in umgekehrter Weise: Legt man einen Gummihandschuh in flüssigen Stickstoff bei minus 196 Grad, ändert er seine Konsistenz und wird so hart, dass man ihn mit einem Schlag wie Glas zersplittern lassen kann.

Die gewünschte Glasübergangstemperatur der Polymermembran hingegen lag im Bereich von 37 Grad. Wenn eine Entzündung vorliegt und sich die Haut über ihre normale Temperatur von 32 bis 34 Grad hinaus erwärmt, wechselt das Polymer von seinem festen in einen weicheren Zustand. In Laborexperimenten konnte das Team beobachten, wie das Desinfektionsmittel bei 37 Grad aus dem Polymer freigesetzt wird, nicht jedoch bei 32 Grad. Ein weiterer Vorteil: Der Prozess ist reversibel und kann bis zu fünf Mal wiederholt werden, da sich der Vorgang bei Abkühlung immer wieder von selbst «abschaltet». Nach diesen erfolgreichen Tests möchten die Empa-Forschenden nun das Feintuning des Effekts angehen. Statt eines Temperaturbereichs von vier bis fünf Grad soll der smarte Verband sich dann bereits bei kleineren Temperaturunterschieden an- und abschalten.

Smart und schonungslos
Um die Wirksamkeit der Nanofaser-Membranen gegenüber Wundkeimen zu untersuchen, stehen nun weitere Laborexperimente an. Teamleiterin Qun Ren befasst sich seit Langem mit Keimen, die sich in den Grenzschichten zwischen Oberflächen und der Umwelt einnisten, wie etwa auf einer Hautwunde. «In diesem biologischen Setting, einer Art Niemandsland zwischen Körper und Verbandsmaterial, finden Bakterien eine perfekte biologische Nische», so die Empa-Forscherin. Infektionserreger wie Staphylokokken oder Pseudomonas-Bakterien können hier schwere Wundheilungsstörungen verursachen. Genau diese Wundkeime liess das Team in der Petrischale Bekanntschaft mit dem smarten Verband machen. Und tatsächlich: Die Zahl der Bakterien verringerte sich um den Faktor 1000, wenn Octenidin aus dem smarten Verband freigesetzt wurde. «Mit Octenidin ist uns ein "Proof of Principle" für die kontrollierte Medikamentenfreisetzung durch einen externen Reiz gelungen», so Qun Ren. Künftig lasse sich die Technologie auch für andere Arten von Medikamenten einsetzen, wodurch die Effizienz und Präzision bei deren Dosierung gesteigert werden könnte.

Der smarte Verband
In interdisziplinären Teams arbeiten Empa-Forschende an verschiedenen Ansätzen zur Verbesserung der medizinischen Wundbehandlung. Beispielsweise sollen flüssige Sensoren durch Farbumschlag an der Aussenseite des Verbands sichtbar machen, wenn eine Wunde schlecht verheilt. Als Biomarker dienen hierbei kritische Glukose- und pH-Werte.

Damit bakterielle Infektionen direkt in der Wunde bekämpft werden können, arbeiten die Forschenden zudem an einem Polymerschaum, der mit entzündungshemmenden Substanzen beladen ist und an einer hautfreundlichen Membran aus Pflanzenmaterial. Die Cellulose-Membran ist mit antimikrobiellen Eiweissbausteinen ausgestattet und tötet in Labortests Bakterien äusserst effizient ab.

Zudem kann die Digitalisierung bei der Wundversorgung sparsamere und effizientere Dosierungen erreichen: Empa-Forschende entwickeln digitale Zwillinge der Haut, die die Steuerung und Vorhersage des Therapieverlaufs mittels Modellierung in Echtzeit erlauben.

Informationen
Prof. Dr. Katharina Maniura
Biointerfaces  
Tel. +41 58 765 74 47
Katharina.Maniura@empa.ch

Prof. Dr. René Rossi
Biomimetic Membranes and Textiles
Tel. +41 58 765 77 65
Rene.rossi@empa.ch

Quelle:

EMPA, Andrea Six

Foto: pixabay
15.02.2022

Intelligente Fasern: Farbwechsel bei beschädigten Seilen

Hochleistungsfasern, die hohen Temperaturen ausgesetzt waren, verlieren meist unerkannt ihre mechanischen Eigenschaften und können im schlimmsten Fall genau dann reißen, wenn Leben davon abhängen. Zum Beispiel Sicherheitsseile der Feuerwehr oder Tragseile für schwere Lasten auf Baustellen. Empa-Forschende haben eine Beschichtung entwickelt, die die Farbe wechselt, wenn sie hohen Temperaturen durch Reibung oder Feuer ausgesetzt war.

Der Feuerwehrmann rennt ins brennende Gebäude und durchsucht systematisch Raum für Raum nach Personen, die Rettung bedürfen. An ihm befestigt ist ein Sicherungsseil, an dessen anderem Ende die Kollegen draußen vor dem Haus warten und ihn im Notfall – sollte er aus irgendwelchen Gründen das Bewusstsein verlieren – aus dem Gebäude ziehen oder ihm zur Rettung ins Gebäude folgen können. Ist dieses Seil allerdings bei vorherigen Einsätzen zu großer Hitze ausgesetzt gewesen, kann es vorkommen, dass es reißt. Das bedeutet Lebensgefahr!

Hochleistungsfasern, die hohen Temperaturen ausgesetzt waren, verlieren meist unerkannt ihre mechanischen Eigenschaften und können im schlimmsten Fall genau dann reißen, wenn Leben davon abhängen. Zum Beispiel Sicherheitsseile der Feuerwehr oder Tragseile für schwere Lasten auf Baustellen. Empa-Forschende haben eine Beschichtung entwickelt, die die Farbe wechselt, wenn sie hohen Temperaturen durch Reibung oder Feuer ausgesetzt war.

Der Feuerwehrmann rennt ins brennende Gebäude und durchsucht systematisch Raum für Raum nach Personen, die Rettung bedürfen. An ihm befestigt ist ein Sicherungsseil, an dessen anderem Ende die Kollegen draußen vor dem Haus warten und ihn im Notfall – sollte er aus irgendwelchen Gründen das Bewusstsein verlieren – aus dem Gebäude ziehen oder ihm zur Rettung ins Gebäude folgen können. Ist dieses Seil allerdings bei vorherigen Einsätzen zu großer Hitze ausgesetzt gewesen, kann es vorkommen, dass es reißt. Das bedeutet Lebensgefahr!

Bislang gab es keine Möglichkeit, dem Seil diese Schäden anzumerken. Ein Forscherteam der Empa und der ETH Zürich entwickelten eine Beschichtung, die aufgrund der physikalischen Reaktion mit Hitze ihre Farbe wechselt und so deutlich anzeigt, ob ein Seil auch zukünftig noch die Sicherheit bietet, die es verspricht.

Forschende der ETH Zürich und der Empa entwickelten 2018 im Rahmen einer Masterarbeit ein Beschichtungssystem, das das Empa-Team 2021 auf Fasern anwenden konnten. "Das war ein Prozess mit mehreren Schritten", so Dirk Hegemann von der Empa-Abteilung Advances Fibers. Die ersten Beschichtungen funktionierten lediglich auf glatten Oberflächen; die Methode musste also zunächst einmal so angepasst werden, dass sie auch bei gekrümmten Flächen funktioniert. Die Empa verfügt beim Beschichten von Fasern über ein breites Know-How – so haben Hegemann und sein Team in der Vergangenheit bereits elektrisch leitfähige Fasern entwickelt. Das sogenannte Sputtering kam nun auch bei der neusten Beschichtung erfolgreich zum Einsatz.

Damit die Faser bei Hitze auch tatsächlich ihre Farbe verändert, sind drei Schichten nötig. Auf die Faser selbst, im Falle der Forschungsarbeit PET (also Polyester) und VectranTM, eine Hightech-Faser, bringen die Forschenden Silber auf. Dieses dient als Reflektor – also als metallische Basisschicht. Dann folgt eine Zwischenschicht aus Titan-Stickoxid, die dafür sorgt, dass das Silber stabil bleibt. Und erst dann folgt jene amorphe Schicht, die für die Farbveränderung sorgt: Gerade einmal 20 Nanometer dünnes Germanium-Antimon-Tellurium (GST). Wird diese Schicht erhöhten Temperaturen ausgesetzt, kristallisiert sie; dadurch verändert sich der Farbeindruck, etwa von blau nach weißlich. Der Farbumschlag basiert auf einem physikalischen Phänomen, der so genannten Interferenz. Dabei treffen zwei unterschiedliche Wellen (z.B. Licht) aufeinander und verstärken sich beziehungsweise schwächen sich gegenseitig ab. Abhängig von der chemischen Zusammensetzung der temperatursensitiven Schicht lässt sich diese Farbveränderung auf einen Temperaturbereich zwischen 100 und 400 Grad einstellen und damit an die mechanischen Eigenschaften des Fasertyps anpassen.

Maßgeschneiderte Lösungen
Noch sind die möglichen Anwendungsgebiete der farbverändernden Fasern offen, und Hegemann ist auf der Suche nach möglichen Projektpartnern. Nebst Sicherheitsausrüstung für Feuerwehrleute oder Bergsteiger lassen sich die Fasern auch für Lastseile in Produktionsstätten, auf Baustellen usw. nutzen. Die Forschung am Thema ist jedenfalls noch längst nicht abgeschlossen. So lässt sich die Fasern zurzeit noch nicht über längere Zeiträume lagern, ohne ihre Funktionalität zu verlieren. «Leider oxidieren die Phase-Change-Materialien im Verlauf von einigen Monaten», so Hegemann. Das bedeutet, dass der entsprechende Phasenwechsel – die Kristallisation – selbst bei Hitze nicht mehr stattfindet und das Seil somit sein «Warnsignal» verliert. Dass das Prinzip funktioniert, ist jedenfalls bewiesen und die Haltbarkeit ein Thema zukünftiger Forschung, so Hegemann. «Sobald erste Partner aus der Industrie ihr Interesse für eigene Produkte anmelden, lassen sich die Fasern entsprechend ihren Bedürfnissen weiter optimieren».

Informationen:
Dr. Dirk Hegemann
Advanced Fibers
Tel. +41 58 765 7268
Dirk.Hegemann@empa.ch

Quelle:

EMPA, Andrea Six

08.02.2022

Frühwarnsystem für Demenz mit einem Textilgurt

Alzheimer und andere Demenzerkrankungen gehören heute zu den grossen Volksleiden. Die Diagnose ist aufwändig und wird oft erst spät im Krankheitsverlauf zweifelsfrei gestellt. Ein Forscherteam der Empa entwickelt nun gemeinsam mit klinischen Partnern eine neue Diagnose-Methode zur Früherkennung von neurodegenerativen Veränderungen über einen Sensor-Gurt.

Vergesslichkeit und Verwirrtheit können Anzeichen für ein bisher unheilbares Leiden sein: die Alzheimer Krankheit. Sie ist die häufigste Demenzerkrankung, die derzeit insgesamt rund 50 Millionen Menschen weltweit betreffen. Es erkranken vor allem ältere Menschen. Dass diese Zahl künftig stark zunehmen wird, hängt daher auch mit der allgemein steigenden Lebenserwartung zusammen.

Alzheimer und andere Demenzerkrankungen gehören heute zu den grossen Volksleiden. Die Diagnose ist aufwändig und wird oft erst spät im Krankheitsverlauf zweifelsfrei gestellt. Ein Forscherteam der Empa entwickelt nun gemeinsam mit klinischen Partnern eine neue Diagnose-Methode zur Früherkennung von neurodegenerativen Veränderungen über einen Sensor-Gurt.

Vergesslichkeit und Verwirrtheit können Anzeichen für ein bisher unheilbares Leiden sein: die Alzheimer Krankheit. Sie ist die häufigste Demenzerkrankung, die derzeit insgesamt rund 50 Millionen Menschen weltweit betreffen. Es erkranken vor allem ältere Menschen. Dass diese Zahl künftig stark zunehmen wird, hängt daher auch mit der allgemein steigenden Lebenserwartung zusammen.

Soll ein Verdacht auf Demenz abgeklärt werden, stehen für die Betroffenen neuropsychologische Untersuchungen, Labortests und aufwändige Prozeduren im Spital an. Doch bereits Jahrzehnte bevor eine verminderte Denkleistung auffällt, sind erste neurodegenerative Veränderungen im Gehirn nachweisbar. Derzeit lassen sich diese lediglich durch teure oder invasive Verfahren feststellen. Für ein ausgedehntes frühzeitiges Screening im grösseren Massstab eignen sich diese Methoden daher nicht. Empa-Forschende arbeiten gemeinsam mit Partnern des Kantonsspital und der Geriatrischen Klinik St. Gallen an einer nicht-invasiven Diagnose-Methode zur frühzeitigen Erkennung von Symptomen einer Demenzerkrankung.

Anzeichen im Unbewussten
Für das neue Verfahren baute das Forscherteam um Patrick Eggenberger und Simon Annaheim vom «Biomimetic Membranes and Textiles» Labor der Empa in St. Gallen auf einen Sensor-Gurt, der bereits erfolgreich für EKG-Messungen eingesetzt und nun mit Sensoren für weitere relevante Parameter wie Körpertemperatur und Gangmuster ausgerüstet wurde. Denn bevor bei einer Demenz das Erinnerungsvermögen nachlässt, tauchen feinste Veränderungen im Gehirn auf, die sich über das autonome Nervensystem, das unbewusste Körpervorgänge steuert, äussern.

Für die präzise Erfassung von Veränderungen dieser Parameter werden Messungen über einen längeren Zeitraum benötigt. «Die Langzeitmessungen sollten in den Alltag integrierbar sein», betont Simon Annaheim. Für alltagstaugliche Messungen sind hautverträgliche und komfortable Messsysteme unabdingbar. Der Diagnostik-Gurt basiert daher auf flexiblen Sensoren mit elektrisch leitfähigen bzw. lichtleitenden Fasern sowie Sensoren für Bewegungs- und Temperaturmessung.

Damit derartigen Langzeitmessungen für die Kontrolle der kognitiven Gesundheit genutzt werden können, werden die erfassten Daten von den Forschenden in eigens entwickelte mathematische Modelle integriert. Das Ziel: ein Frühwarnsystem, das den Verlauf von kognitiven Einschränkungen abschätzen kann. Ein weiterer Vorteil: Die Datenmessungen lassen sich in Telemonitoringlösungen einbinden und können so die Patientenbetreuung in einer gewohnten Umgebung verbessern.

Verdächtige Monotonie
Grundsätzlich ist der menschliche Körper in der Lage, seine Temperatur im Bereich von 1 Grad Celsius konstant zu halten. Im Tagesverlauf treten chrakteristische Schwankungen dieser Werte auf. Dieser tägliche Rhythmus ändert sich im Alter und ist bei neurodegenerativen Krankheiten wie Demenz oder Parkinson auffällig. Bei Alzheimer-Patienten ist beispielsweise die Körperkerntemperatur um bis zu 0.2 Grad Celsius erhöht. Gleichzeitig sind die Ausschläge der täglichen Temperaturschwankungen gedämpft.

In einer aktuellen Studie konnten die Forschenden nun zeigen, dass mit dem Sensor-Gurt gemessene veränderte Hauttemperaturwerte tatsächlich einen Hinweis auf die kognitive Leistungsfähigkeit von Testpersonen geben – und zwar bevor eine Demenzerkrankung auftritt. Unter den Testpersonen der Studien waren gesunde Menschen mit oder ohne leichte Hirnleistungsstörung. Diese milde kognitive Beeinträchtigung (engl. mild cognitive impairment, MCI) stellt keine Behinderung im Alltag dar, sie gilt aber als eine mögliche Vorstufe von Alzheimer. Die Versuchspersonen nahmen an Langzeitmessungen und an neuropsychologischen Tests teil. Es stellte sich heraus, dass eine niedrigere Körpertemperatur, die über den Tag stärker schwankt, mit einer besseren Hirnleistung verknüpft war. Bei Personen mit MCI variierte die Körpertemperatur weniger und war insgesamt leicht erhöht.

Auch der Herzschlag ist natürlichen Schwankungen unterworfen, die zeigen, wie sich unser Nervensystem an momentane Herausforderungen anpasst. Die kleine Stille zwischen zwei Herzschlägen, rund eine Sekunde kurz, hat grosse Aussagekraft für unsere Gesundheit: Bleibt die Pause stets gleich, ist das Nervensystem nicht in Höchstform.

In einer Studie von Forschenden der ETH Zürich wurde ermittelt, dass sich schlechtere Messwerte bei älteren, gesunden Menschen durch ein kognitiv-motorisches Tanztraining innerhalb von sechs Monaten verbessern liessen. Die Versuchspersonen tanzten bei diesen «Exergames» Schrittfolgen eines Videos nach. Teilnehmende, die stattdessen lediglich geradeaus auf einem Laufband trainierten, zudem aber ihr Gedächtnis schulten, profitierten dagegen weniger.

«Es geht darum, mit einem geeigneten Training frühzeitig einzugreifen, sobald sich erste negative Anzeichen messen lassen», sagt Patrick Eggenberger. «Mit unserem Sensor-System lassen sich allfällige Verbesserungen der kognitiven Leistung durch bewegungsbasierte Therapieformen verfolgen.» Über Studien mit Langzeitmessungen soll nun geklärt werden, wie sich anhand der Sensor-Messungen der Verlauf von milden Hirnleistungsstörungen vorhersagen lässt.

Informationen
Dr. Simon Annaheim
Biomimetic Membranes and Textiles
Tel. +41 58 765 77 68
Simon.Annaheim@empa.ch

Quelle:

EMPA, Andrea Six

Foto: pixabay, Hilary Clark
01.02.2022

Baumwollfasern 2.0: Feuerfest und anschmiegsam

Ein an der Empa entwickeltes chemisches Verfahren macht aus Baumwolle ein schwer entflammbares Gewebe, das trotzdem die hautfreundlichen Eigenschaften von Baumwolle behält.

Herkömmliche flammhemmende Baumwolltextilien enthalten oft Rückstände von Formaldehyd und sind zudem unangenehm auf der Haut. Empa-Wissenschaftlern ist es gelungen, dieses Problem zu umgehen, indem sie ein physikalisch und chemisch unabhängiges Netzwerk im Inneren der Fasern schufen. So bleiben die positiven Eigenschaften der Baumwollfaser erhalten, die drei Viertel des weltweiten Bedarfs an Naturfasern in Kleidung und Heimtextilien ausmachen: Baumwolle ist hautfreundlich, weil sie erhebliche Mengen an Wasser aufnehmen kann und ein günstiges Mikroklima auf der Haut gewährleistet.

Ein an der Empa entwickeltes chemisches Verfahren macht aus Baumwolle ein schwer entflammbares Gewebe, das trotzdem die hautfreundlichen Eigenschaften von Baumwolle behält.

Herkömmliche flammhemmende Baumwolltextilien enthalten oft Rückstände von Formaldehyd und sind zudem unangenehm auf der Haut. Empa-Wissenschaftlern ist es gelungen, dieses Problem zu umgehen, indem sie ein physikalisch und chemisch unabhängiges Netzwerk im Inneren der Fasern schufen. So bleiben die positiven Eigenschaften der Baumwollfaser erhalten, die drei Viertel des weltweiten Bedarfs an Naturfasern in Kleidung und Heimtextilien ausmachen: Baumwolle ist hautfreundlich, weil sie erhebliche Mengen an Wasser aufnehmen kann und ein günstiges Mikroklima auf der Haut gewährleistet.

Für Feuerwehrleute und andere Einsatzkräfte ist die Schutzkleidung die wichtigste Barriere. Für solche Zwecke wird hauptsächlich Baumwolle als innere Textilschicht verwendet, die jedoch zusätzliche Eigenschaften benötigt: Sie muss etwa feuerfest sein oder vor biologischen Schadstoffen schützen. Dennoch sollte sie nicht wasserabweisend sein, weil dies ein unangenehmes Mikroklima schaffen würde. Diese zusätzlichen Eigenschaften können durch geeignete chemische Modifikationen in die Baumwollfasern «eingebaut» werden.

Dauerhaft aber toxisch
«Bislang war es immer ein Kompromiss, Baumwolle feuerfest zu machen», sagt der Chemiker und Polymerexperte Sabyasachi Gaan aus der Empa-Abteilung «Advanced Fibers». Waschbeständige, flammhemmende Baumwolle wird in der Industrie durch die Behandlung des Gewebes mit Flammschutzmitteln hergestellt, die sich chemisch mit der Zellulose in der Baumwolle verbinden. Derzeit hat die Textilindustrie keine andere Wahl, als auf Formaldehyd basierende Chemikalien zu verwenden – und Formaldehyd gilt als krebserregend. Ein jahrzehntealtes Problem. Formaldehyd-basierte Flammschutzmittel sind zwar langlebig, haben aber weitere Nachteile: Die OH-Gruppen der Zellulose werden chemisch blockiert, was die Fähigkeit der Baumwolle, Wasser aufzunehmen, erheblich mindert, und zu einem unangenehmen Tragegefühl der Textilien führt.

Gaan hat an der Empa viele Jahre lang Flammschutzmittel auf Basis der Phosphorchemie entwickelt, die bereits in vielen industriellen Anwendungen eingesetzt werden. 2021 ist es ihm gelungen, einen eleganten und einfachen Weg zu finden, Phosphor in Form eines unabhängigen Netzwerks in der Baumwolle zu verankern.

Chemisches Netzwerk zwischen den Baumwollfasern
Gaan und seine Forscherkollegen Rashid Nazir, Dambarudhar Parida und Joel Borgstädt, nutzten eine tri-funktionale Phosphorverbindung (Trivinylphosphinoxid), die die Fähigkeit besitzt, nur mit bestimmten zugesetzten Molekülen (Stickstoffverbindungen wie Piperazin) zu reagieren und ein eigenes Netzwerk im Inneren der Baumwolle zu bilden. Dadurch wird die Baumwolle dauerhaft feuerbeständig, ohne die günstigen OH-Gruppen zu blockieren. Darüber hinaus ist das physikalische Phosphinoxid-Netzwerk auch noch hydrophil und nimmt zusätzlich Feuchtigkeit auf. Diese flammhemmende Ausrüstung enthält kein krebserregendes Formaldehyd, das vor allem die Textilarbeiter bei der Herstellung gefährden würde, und die Phosphinoxid-Netzwerke waschen sich auch nicht aus: Nach 50 Wäschen sind noch 95 Prozent des Flammschutznetzwerks im Gewebe vorhanden.

Um der an der Empa entwickelten flammhemmenden Baumwolle zusätzliche Schutzfunktionen zu verleihen, brachten die Forscher Silber-Nanopartikel in das Gewebe ein. Dies funktioniert in einem einstufigen Prozess zusammen mit der Erzeugung der Phosphinoxid-Netzwerke. Die Silber-Nanopartikel verleihen der Faser antimikrobielle Eigenschaften und überleben selbst 50 Waschgänge.

Eine Hightech-Lösung aus dem Schnellkochtopf
«Wir haben einen einfachen Ansatz verwendet, um die Phosphinoxid-Netzwerke im Inneren der Zellulose zu fixieren», sagt Gaan. «Für unsere Laborexperimente haben wir die Baumwolle zunächst mit einer wässrigen Lösung von Phosphor- und Stickstoffverbindungen behandelt und anschliessend in einem handelsüblichen Schnellkochtopf gedämpft, um die Vernetzungsreaktion der Phosphor- und Stickstoffmoleküle zu erleichtern.» Der Anwendungsprozess ist mit den in der Textilindustrie bereits eingesetzten Behandlungsmaschinen kompatibel. «Das Dämpfen von Textilien nach dem Färben, Bedrucken und Veredeln ist ein normaler Schritt in der Textilindustrie. Es ist also keine zusätzliche Investition nötig, um unser Verfahren anzuwenden», so der Empa-Chemiker.

Inzwischen sind diese neu entwickelte Phosphorchemie und ihre Anwendung durch eine Patentanmeldung geschützt. «Es bleiben noch zwei wichtige Hürden», so Gaan. «Für die zukünftige Kommerzialisierung müssen wir einen geeigneten Chemikalienhersteller finden, der Trivinylphosphinoxid herstellen und liefern kann. Außerdem muss Trivinylphosphinoxid noch in der EU-Chemikaliendatenbank REACH registriert werden, damit sie problemlos gehandelt und transportiert werden kann.»

Kontakt:
Dr. Sabyasachi Gaan
Advanced Fibers
Tel. +41 58 765 7611
sabyasachi.gaan@empa.ch

Kontakt:
Prof. Dr. Manfred Heuberger
Advanced Fibers
Tel: +41 58 765 7878
manfred.heuberger@empa.ch

Ein Gel, das Medikamente freisetzt
Die neuartige Phosphorchemie kann auch für die Entwicklung anderer Materialien genutzt werden, etwa für die Herstellung von Hydrogelen, die bei wechselndem pH-Wert gezielt Medikamente freisetzen können. Solche Gele könnten Anwendung bei der Behandlung von Wunden finden, die nur langsam heilen. Bei solchen Wunden steigt der pH-Wert der Hautoberfläche an, und die neuen phosphorbasierten Gele können so getriggert werden, dass sie gezielt Medikamente auf die Wunde dosieren oder einen Farbstoff freisetzen, der Ärzte und Pflegepersonal auf das Problem aufmerksam macht. Die Empa hat auch die Herstellung solcher Hydrogele patentiert.

Quelle:

EMPA, Rainer Klose

(c) Schoeller Textil AG
18.01.2022

Eine Jacke aus einer Jacke aus einer Jacke …

Herstellen, tragen, waschen, verbrennen: Dieser typische Lebenslauf von Kleidungsstücken, der die Umwelt belastet, soll in Zukunft verändert werden – hin zu kreislauf-wirtschaftlichen Prinzipien mit Recycling. An einer Outdoor-Jacke aus PET-Flaschen und Recyclingmaterial haben Empa-Forschende untersucht, ob das Produkt tatsächlich hält, was die Idee verspricht.

Auf den ersten Blick eine normale Regenjacke. Drei Schichten Polyester, innen ein Futter, darüber eine wasserdampf-durchlässige Membran und aussen wasserabweisendes Gewebe, mit einer Kapuze. Doch der Reissverschluss lässt stutzen. Statt in Kragenhöhe zu enden, zieht er sich hoch bis über die Stirn … – wer würde ihn soweit zuziehen?

Herstellen, tragen, waschen, verbrennen: Dieser typische Lebenslauf von Kleidungsstücken, der die Umwelt belastet, soll in Zukunft verändert werden – hin zu kreislauf-wirtschaftlichen Prinzipien mit Recycling. An einer Outdoor-Jacke aus PET-Flaschen und Recyclingmaterial haben Empa-Forschende untersucht, ob das Produkt tatsächlich hält, was die Idee verspricht.

Auf den ersten Blick eine normale Regenjacke. Drei Schichten Polyester, innen ein Futter, darüber eine wasserdampf-durchlässige Membran und aussen wasserabweisendes Gewebe, mit einer Kapuze. Doch der Reissverschluss lässt stutzen. Statt in Kragenhöhe zu enden, zieht er sich hoch bis über die Stirn … – wer würde ihn soweit zuziehen?

Die Erklärung liefert Annette Mark vom Textilhersteller BTK Europe, die an diesem Produkt mitgewirkt hat. Der Reissverschluss soll optisch auffallen – und dient vor allem dem Recycling: Festgenäht mit einem Garn, das sich in kochendem Wasser auflöst, lässt er sich leichter entfernen als zwei Verschlüsse. «Einmal ziehen, fertig», sagt die Expertin für Textilien und Recycling. Auch die hellgrüne Farbe entsteht durch Recycling: das Rohmaterial, ein Granulat aus einem Gemisch unterschiedlicher, aber sortenreiner Textilien, ist dunkelgrün – und das Aufschmelzen und Ausspinnen des Materials für neue Garne hellt es auf.

Kreislaufwirtschaft in der Textilindustrie
Magnetknöpfe, Nähte, Säume: Jedes Detail der Jacke folgt dem «Design2Recycle»-Ansatz, wie es auf der Webseite von «Wear2wear» heisst. Zu diesem Konsortium haben sich sechs Firmen aus Europas Textilbranche vereint, um die Kreislaufwirtschaft zu fördern. Schliesslich enden mehr als 70 Prozent aller weltweit produzierten Textilien auf einer Deponie oder in der Müllverbrennung, ohne rezykliert zu werden.

Was kann Kreislaufwirtschaft in dieser Branche ausrichten? Ein Team der Empa-Abteilung «Technologie und Gesellschaft» hat die Jacke und ihre Umweltwirkungen genauer angeschaut – mit Hilfe einer Lebenszyklus-Analyse über eine Gebrauchsdauer von vier Jahren; dreimaliges Waschen eingerechnet. Die Kandidaten: eine ohne kreislaufwirtschaftliche Methoden produzierte Variante, die «Startversion» der seit 2019 erhältlichen Jacke in blauer Farbe – mit einer Aussenschicht aus Polyester, das aus dem Material gebrauchter PET-Flaschen stammt – und die grüne Version aus dem nachfolgenden Recycling-Prozess, in der unvermeidliche Materialverluste durch neues Polyester ersetzt sind.

Die Analysen der Empa-Forschenden zeigen, dass die Recyclingprodukte besser abschneiden – in elf untersuchten Umweltrisiko-Kategorien, darunter Erderwärmung, Toxizität für Ökosysteme und Wasserknappheit. Auffällig grosse Vorteile zeigen sich etwa bei der Luftverschmutzung, weil ohne Verbrennung weniger Schadstoffe freigesetzt werden. Und bei der Wasserknappheit, vor allem bei der grünen Jacke nach der ersten Recycling-«Schleife», für die keine PET-Flaschen mehr verwendet werden.

Weitere Einsichten aus den Analysen: Beim Treibhauseffekt liegt der maximale Umweltnutzen bei gut 30 Prozent. Und die Verwendung von PET-Flaschen bringt für die Bilanz keine grossen Vorteile. Entscheidend ist dagegen die Zahl der Rezyklierdurchgänge zu immer neuen Jacken: Die Bilanz verbessert sich von Jacke zu Jacke – vorausgesetzt, die Qualität des Polyesters bleibt hoch genug.

In der Praxis ist das anspruchsvoll, wie Mark erklärt: Je nach Herkunft unterscheidet sich das Rohmaterial teils deutlich. Wurden die Fasern mit bestimmten Hilfsstoffen beschichtet, können die Düsen der Spinnmaschinen verstopfen. Und allgemein sinkt die Qualität mit der Anzahl der Rezyklierungen: unregelmässigere Strukturen des Garns und geringere Festigkeit.

Annette Marks Fazit zu den Empa-Analysen: «sehr realistisch» und nützlich für Verbesserungen. «Die Zusammenarbeit war sehr angenehm», sagt sie, «volle Transparenz und keine Kompromisse.» Auch die Forschenden fanden die Kooperation fruchtbar. «Eine offene Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft und Wissenschaft ist enorm wichtig», sagt das ehemalige Teammitglied Gregor Braun, der die Empa mittlerweile verlassen hat und nun als Berater für Nachhaltigkeit arbeitet. «Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft können gut miteinander harmonieren.»

Ob die Jacke ein Markterfolg wird? «Die Textilbranche ist im Umbruch. Es findet ein Umdenken statt, das wir nicht verpassen sollten», sagt Annette Mark. Doch Grosskonzerne, die bereits ähnliche Produkte entwickeln, «haben ganz andere Möglichkeiten». Immerhin sind Gespräche mit einem Hersteller von Sportbekleidung im Gange – für eine Fleece-Jacke, bei der auch die Erkenntnisse der Empa helfen könnten.

Mikroplastikfasern aus Textilien
Textilien aus Polyester sind wegen der Freisetzung von Mikroplastikfasern – etwa beim Waschen – in den Schlagzeilen, was zuweilen als Gefahr für Mensch und Umwelt dargestellt wird. Empa-Fachleute haben Entstehung und Freisetzung von Mikroplastikfasern untersucht. Die Ergebnisse: Fasern werden vor allem an Stoffrändern freigesetzt. Ihre Entstehung und Freisetzung hängt unter anderem von der Art der Faser ab, von Oberflächenbehandlung und der Art des Schneidens. Aus lasergeschnittenen Textilien werden gegenüber anderen beim Waschen deutlich weniger Fasern freigesetzt. Die Empa forscht mit Industriepartnern daran, die Entstehung dieser Fasern bei der Herstellung weiter zu reduzieren. In Schweizer Kläranlagen werden Mikrofasern allerdings grösstenteils aus dem Abwasser entfernt und mit dem Klärschlamm verbrannt.

Weitere Informationen:
Empa PET Recycling polyester
Quelle:

EMPA, Norbert Raabe

(c) Claudia Bitzer
05.01.2021

Gute Geschichten erzählen - PR-Herausforderungen der mittelständischen Textilindustrie

Interview mit Claudia Bitzer, Inhaberin Bitzer PR, Albstadt

Das vergangene Jahr war nicht nur wirtschaftlich für viele Unternehmen eine große Herausforderung, auch in Sachen Kommunikation – gleich ob in der Werbung oder im PR-Bereich – mussten neue Wege beschritten werden. Kontaktbeschränkungen bis zum strikten Lockdown, der Wegfall vieler Messen, Kongresse oder anderer Veranstaltungsformate machten ein Umdenken erforderlich.

Textination sprach darüber mit Claudia Bitzer, Inhaberin der gleichnamigen PR-Agentur im baden-württembergischen Albstadt. Zu ihren Kunden zählen mittelständische Unternehmen aus der Textil- und Bekleidungsindustrie ebenso wie öffentliche Auftraggeber, Medien und Maschinenbauer.

Interview mit Claudia Bitzer, Inhaberin Bitzer PR, Albstadt

Das vergangene Jahr war nicht nur wirtschaftlich für viele Unternehmen eine große Herausforderung, auch in Sachen Kommunikation – gleich ob in der Werbung oder im PR-Bereich – mussten neue Wege beschritten werden. Kontaktbeschränkungen bis zum strikten Lockdown, der Wegfall vieler Messen, Kongresse oder anderer Veranstaltungsformate machten ein Umdenken erforderlich.

Textination sprach darüber mit Claudia Bitzer, Inhaberin der gleichnamigen PR-Agentur im baden-württembergischen Albstadt. Zu ihren Kunden zählen mittelständische Unternehmen aus der Textil- und Bekleidungsindustrie ebenso wie öffentliche Auftraggeber, Medien und Maschinenbauer.

Sie sind seit gut 5 Jahren mit Ihrer in Albstadt ansässigen PR-Agentur auch in Sachen Textilindustrie unterwegs. Wenn Sie sich jemandem, der Sie nicht kennt, in 100 Worten vorstellen müssten: Warum haben Sie sich nach der Tätigkeit in einer Agentur dazu entschlossen, Ihre eigene Chefin zu werden, und was zeichnet Ihre Arbeit aus?
Eigentlich hat mich die Selbstständigkeit angerufen: Ein Bekannter schlug mir vor, als Freelancerin die Kommunikation für seinen Arbeitgeber zu übernehmen, einen Textilmaschinenbauer auf der Alb. Beim Telefonieren hatte ich unseren zehn Tage alten Sohnemann auf dem Arm. Außerdem war ich PR-Beraterin bei Ketchum in Stuttgart. Weil ich neugierig war, habe ich mich in den nächsten Monaten trotzdem mal an die Sache rangetastet. Mit Erfolg: Die Textilmaschinen haben sich als überraschend greifbares Produkt herausgestellt, schließlich stellen sie die Kleidung her, die wir täglich am Körper tragen. Daraus hat sich mein Zugang zur Textilindustrie entwickelt, die ich heute als meine Home-Base bezeichnen würde.

Weil ich verschiedene Unternehmen entlang der textilen Kette betreue, habe ich eine Gesamtsicht der Industrie und kann übergreifende Geschichten mit verschiedenen Perspektiven anbieten. Außerdem habe ich ein Faible für komplexe, „staubige“ Themen, egal aus welchem Industriebereich. In die kann ich mich mit Hingabe vergraben, um sie anschaulich aufzubereiten. Deshalb würde ich mich als Content-Spezialistin bezeichnen.

Sie sprechen neben Deutsch, Englisch, Spanisch und Französisch fließend Schwäbisch. Warum ist es wichtig, regionale Wurzeln zu haben, wenn man für exportorientierte Unternehmen in der baden-württembergischen Textilindustrie tätig ist?
Das mit dem fließenden Schwäbisch haben Sie von meiner Website, stimmt’s (lacht)? Aber ja, es ist sehr hilfreich, wenn man fühlt, ob „gschwind“ noch einen Aufschub duldet oder sofort erledigt werden muss.

Richtig wichtig finde ich das Schwäbische im Hinblick auf die Mentalität, die dahintersteckt. Ich bin auf der Alb groß geworden, mein Vater hat sein eigenes mittelständisches Unternehmen geleitet. Viele Dinge verstehe ich, ohne dass ein Kunde sie mir extra erklären muss.

Zum Beispiel die Bescheidenheit in Bezug auf die eigene Person. Vor allem bei alteingesessenen Familienunternehmen kommt den Inhabern ja eine wichtige Rolle zu. Sie tragen eine große Verantwortung, in der Firma genauso wie an ihrem Standort. Im Fokus steht trotzdem immer die unternehmerische Leistung, das Produkt, das, hergestellt irgendwo in der schwäbischen Provinz, im deutschen, europäischen oder weltweiten Wettbewerb mithalten kann. Das kommt nicht von selbst, sondern erfordert Mut, Unternehmergeist und ganz viel Offenheit gegenüber Neuem, das fasziniert mich. Oft merke ich auch, dass die Leidenschaft, die diese führenden Familienunternehmen mitbringen, mich selbst mitreißt.

Neue Wege zu gehen, bedeutet Entscheidungsfreudigkeit, Überwindung von Ängsten - und damit auch Mut zum Scheitern. Nicht jedes Projekt kann gelingen. Über welche unternehmerische Entscheidung sind Sie im Nachhinein besonders froh, sie getroffen zu haben?
Abgesehen von der Selbstständigkeit an sich? Da war der erste Corona-Lockdown mit Home-Schooling und geschlossenen Kitas eine große Herausforderung. Einerseits war ich erleichtert, dass es zwischen Ende März und Anfang Juni kundenseitig stiller wurde, ansonsten wäre das weder beruflich noch familiär machbar gewesen. Andererseits hat mir diese Stille Angst gemacht und ich habe mich des Öfteren gefragt, ob die Selbstständigkeit der richtige Weg war.

Im Frühsommer, als sich die Lage allseits wieder etwas stabilisiert hatte, habe ich dann eine „Flucht nach vorne“ angetreten: Ich habe mich nach Co-Working-Spaces umgesehen und eine umfangreiche Weiterbildung im Bereich Online-Marketing belegt. In Wahrheit waren das natürlich unternehmerische Entscheidungen. Erfreulicherweise zahlen die sich bereits aus, auch wenn ich vorerst noch alleine im Büro sitzen darf.

Gibt es eine Arbeit, auf die Sie besonders stolz sind? Welche Geschichte hat Sie über das normale Maß hinaus bewegt, und welche thematischen Herausforderungen lieben Sie?
Ein Projekt, an das ich mich gerne erinnere, ist die Kommunikation rund um ein Schnapszahljubiläum, das einer meiner Kunden feierte. Dafür habe ich zuerst in wochen-, nein monatelanger Archivarbeit 111 Jahre Unternehmensgeschichte zu Papier gebracht. Weil ich mich so tief in das Thema eingearbeitet hatte, kamen mir viele Ideen für die Botschaften der Jubiläumsfeier. Erfreulicherweise war der Kunde schnell überzeugt. Irgendwann hatten wir ein Signet, einen Slogan und eine richtige gute Geschichte fürs Jubiläum. Von den zahlreichen Proof Points, die wir zu diesem Anlass ausgearbeitet haben, profitieren wir in der Produkt- und Unternehmenskommunikation übrigens bis heute.

Zudem hat dieses Projekt natürlich die Beziehung zu diesem Kunden vertieft. Auch mit der Werbeagentur, die die Jubiläumskommunikation begleitet hat, pflege ich eine enge Zusammenarbeit. Solche langfristigen Partnerschaften empfinde ich als großen Gewinn.

Haben sich in Corona-Zeiten die Botschaften geändert, die Sie für Ihre Auftraggeber kommunizieren möchten oder müssen? Und wo lagen die Arbeitsschwerpunkte im Jahr 2020?
Der Arbeitsschwerpunkt 2020 lag, wenig überraschend, im Bereich Online-Kommunikation. Bei fast allen meinen Kunden starten wir im kommenden Jahr mit der Planung und Umsetzung neuer Maßnahmen in diesem Bereich.

Was die Botschaften anbelangt, so hat sich wenig verändert. Das liegt sicherlich daran, dass die Metathemen dieselben geblieben sind. Nehmen wir Nachhaltigkeit, definitiv ein Dauerbrenner in der Textilindustrie, und das Unterthema Regionalität. Im Gegensatz zu bisherigen Krisen hat die Corona-Pandemie diese Ansätze nicht ins Abseits geschoben, sondern verstärkt, weil sie uns vor Augen geführt hat, wie abhängig wir von der Produktion im Ausland sind. Dasselbe gilt für die Themen Transparenz und Qualität.

Gerade weil die Themen dieselben geblieben sind, liegt für mich die Kunst darin, innerhalb dieser Dauerthemen die eigene Geschichte zu finden, um nicht im großen Strom zu verschwinden. Das erfordert Empathie, Kreativität – und eine ordentliche Portion Fleiß.

Weg von der einfachen Werbebotschaft zum Storytelling - welche Empfehlung würden Sie generell mittelständischen Unternehmen bezüglich ihrer Kommunikation für das kommende Jahr geben? Gibt es Besonderheiten, die insbesondere die Textilindustrie berücksichtigen sollte?
Ich denke, das wird in die Richtung „Wir sind noch da, und zwar stärker als früher“ gehen. Schließlich hat die Krise allen viel abverlangt. Sie ist aber auch immer eine produktive Phase, denn durch die Zuspitzung zwingt sie uns zu Weiterentwicklungen, die sonst nicht oder zumindest erst später auf den Weg gebracht worden wären. Deshalb kann sie einen Wendepunkt darstellen, durchaus zum Positiven.

Nehmen wir die Digitalisierung, das ist der offensichtlichste Ansatz: In diesem Bereich hat die Krise zu einem Schub geführt; der Online-Shop wurde oder soll ausgebaut werden, der Service soll digitaler werden.

Abgesehen davon gibt es in jedem Unternehmen mit Sicherheit individuelle Veränderungen, die die Krise herbeigeführt hat. Die darf man den Mut haben zu benennen und zu erzählen, denn das sind Geschichten, die alle interessieren.

Auf Wiedersehen Facebook – guten Morgen TikTok. Welche social media-Plattformen empfehlen Sie Ihren Kunden, und unter welchen Voraussetzungen sollten Mittelständler sich hier engagieren?
TikTok ist bisher eher ein Thema, das ich mit meiner knapp 12-jährigen Tochter diskutiere. Aber im Ernst: Erst kürzlich habe ich in einer von Hootsuite veröffentlichten Studie gelesen, dass Anfang 2020 weniger als zehn Prozent der Deutschen TikTok nutzen. Bei Facebook liegt der Nutzeranteil immer noch bei über 60 Prozent. Allein schon deswegen dürfen wir bei Facebook nicht so einfach abwinken.

Wenn ich mit meinen Kunden das Thema Social Media erörtere, ist es mir wichtig, nicht von den Kanälen her zu denken. Klar, das ist verführerisch, aber am Anfang sollten andere Fragen stehen: Was ist das langfristige Ziel der Social Media Aktivitäten? Welche Ressourcen sind vorhanden – und welche Mittel? Mittlerweile ist ja hinlänglich bekannt, dass Social Media ein eigenes, umfangreiches Aufgabengebiet ist, das entsprechende Ressourcen bindet. Im Mittelstand, wo ich selten auf eine mehrköpfige Marketing-Mannschaft zurückgreifen kann, ist eine solide Strategie das A und O. Es muss ganz, ganz klar sein, welche Zielgruppen angesprochen werden sollen. Dann kann ich über Kanäle sprechen und die wichtigsten auswählen. Ziemlich sicher dazu gehören LinkedIn und Xing, genauso wie Instagram und Facebook, letzteres vor allem im internationalen Umfeld. Genauso wichtig ist übrigens die Auswertung, die fällt gerne mal hinten runter. Der Zusammenhang von Messwerten und Unternehmenszielen ist alles andere als trivial.

Messen, Events, Pressekonferenzen und Meetings – das ist 2020 nahezu vollständig auf der Strecke geblieben. Für wie wichtig erachten Sie langfristig face-to-face-Kommunikation, und welche Kanäle und Maßnahmen empfehlen Sie Ihren Kunden, um diese Ausfälle aktuell zu kompensieren?
Der persönliche Kontakt bleibt wichtig! Natürlich haben wir alle im vergangenen Jahr festgestellt, dass nicht jede Veranstaltung eine Präsenzveranstaltung sein muss. Eine Videokonferenz spart Zeit und Geld und kann, mit der entsprechenden Disziplin, genauso zielführend sein wie ein persönliches Treffen. Viele Servicefälle sind auch per Videotelefonie zu lösen, da muss keiner durch die Gegend reisen. Ich bin daher überzeugt, dass wir nicht mehr zu der Präsenzkultur zurückkehren, die wir vor Corona hatten, auch wenn dies irgendwann wieder möglich sein wird.

Deshalb empfehle ich meinen Kunden, die digitalen Möglichkeiten zu nutzen, die sich allenthalben ergeben. Momentan sind alle noch Anfänger, da kann man nur dazu lernen. Nehmen wir virtuelle Messen: Das ist eine grundlegend andere Herangehensweise als bei der klassischen Präsenzmesse. Es braucht kein großes Messeteam, das von sechs bis 20 Uhr bereit steht. Auch Pressetermine gibt es keine. Viel wichtiger ist es, selbst mit den Besuchern Kontakt aufzunehmen, also Leads einzusammeln, die Besucher zu gruppieren und im Nachgang mit passgenauem Content in Kontakt zu bleiben. Apropos Content: Spätestens bei solchen Online-Events wird klar, wie vielfältig Inhalte aufbereitet werden müssen. Um Kunden im virtuellen Raum abzuholen, braucht es Grafiken, Videos, Ani-mationen und vieles mehr.

Nichts desto trotz wird es nicht ohne direkten, physischen Kontakt gehen. Menschen kaufen von Menschen, davon bin ich auch weiterhin überzeugt. Videokonferenzen funktionieren insbesondere dann gut, wenn sich die Teilnehmer bereits aus dem echten Leben kennen. Und vor allem die Textilindustrie lebt von der Haptik. Ein Garn oder einen Stoff kann ich digital nie erfühlen. Die Produktionsgeschwindigkeit einer Maschine übrigens auch nicht. Bei jeder Umdrehung entsteht ein leichter Windhauch. Den gibt’s nicht digital.

 

Das Interview führte Ines Chucholowius, Geschäftsführerin der Textination GmbH

Mit Hilfe von Zellkulturen oder Mikroorganismen lassen sich bereits viele Tierversuche vermeiden. Noch besser gelingt dies, wenn die Technologien in geeignete Datenmodelle integriert werden. Bild: EMPA
04.08.2020

Nanosicherheitsforschung ohne Tierversuche

  • Risikoanalysen für Nanopartikel

Um die Zahl der Tierversuche in der Forschung weiter zu senken, suchen Forschende nach alternativen Methoden. Will man die Unbedenklichkeit von Substanzen, die noch wenig erforscht sind, sicherstellen, ist dies allerdings eine große Herausforderung. Das gilt besonders für Nanomaterialien. Ein Empa-Team entwickelt nun Prozesse, mit denen dies gelingen kann; sie kombinieren dazu Experimente im Reagenzglas mit mathematischen Modellen.

  • Risikoanalysen für Nanopartikel

Um die Zahl der Tierversuche in der Forschung weiter zu senken, suchen Forschende nach alternativen Methoden. Will man die Unbedenklichkeit von Substanzen, die noch wenig erforscht sind, sicherstellen, ist dies allerdings eine große Herausforderung. Das gilt besonders für Nanomaterialien. Ein Empa-Team entwickelt nun Prozesse, mit denen dies gelingen kann; sie kombinieren dazu Experimente im Reagenzglas mit mathematischen Modellen.

In der Kosmetik und der Textilindustrie sind sie bereits im Einsatz: Nanopartikel in Sonnencremes sollen uns vor Sonnenbrand schützen und Kleidung mit Nanosilber bremst Bakterien aus. Der Einsatz der winzigen Inhaltstoffe ist aber auch an die Verantwortung gebunden, mögliche negative Folgen für die Gesundheit und die Umwelt ausschließen zu können. Dabei gehören die Substanzen in Kosmetika oder Textilien zu der noch wenig charakterisierten Stoffklasse der Nanomaterialien, die zwischen einem und 100 Nanometer klein sind und ein breites Anwendungsspektrum haben, etwa in Abgaskatalysatoren, Wandfarben, Kunststoffen und in der Nanomedizin. Und so neu und ungewöhnlich die Nanomaterialien sind, so wenig klar ist bisher, ob ihnen Risiken für Mensch und Umwelt innewohnen.
 
Hier kommen Risikoanalysen und Ökobilanzen zum Tragen, die sich früher stark auf Tierversuche abstützten, wenn es darum ging, schädliche Auswirkungen einer neuen Substanz bis hin zur Giftigkeit zu ermitteln. Heute ist die Forschung angehalten, Tierversuche wenn immer möglich zu reduzieren beziehungsweise zu ersetzen. Diese Haltung hat in den vergangenen 30 Jahren zu einem starken Rückgang namentlich bei sogenannten toxikologischen Tests geführt. Nur lassen sich die Erfahrungen mit konventionellen Chemikalien nicht einfach auf neuartige Substanzen wie Nanopartikel übertragen. Damit sich Tierversuche auch in der Nanomaterialforschung reduzieren lassen, entwickeln Empa-Forschende nun neue Ansätze, die dieses Ziel verfolgen und gleichzeitig die unbedenkliche Verwendung von Nanomaterialien ermöglichen.

«Wir entwickeln derzeit einen neuen, integrativen Weg, mit dem die Risiken von Nanopartikeln analysiert und die Ökobilanzen ermittelt werden können», sagt Empa-Forscherin Beatrice Salieri von der Abteilung «Technologie und Gesellschaft» in St. Gallen. Neu und anders als bei den herkömmlichen Analysen ist hierbei unter anderem, dass neben der Wirkungsweise einer Substanz weitere Daten einbezogen werden, wie die Exposition und das Schicksal eines Partikels im Körper, so dass eine ganzheitliche Betrachtung in die Risikobewertung einfließt.

Grundlage der Risikoanalysen sind die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Nanopartikeln, deren biologische Auswirkungen, welche mit Zellkulturen experimentell bestimmt wurden. Damit sich die Ergebnisse aus dem Reagenzglas («in vitro») auf die Situation im menschlichen Körper («in vivo») übertragen lassen, nutzen die Forschenden mathematische Modelle («in silico»), die zum Beispiel auf die Schädlichkeit einer Vergleichssubstanz zurückgreifen. «Wirken zwei Substanzen, wie etwa Silber-Nanopartikel und Silber-Ionen auf die gleiche Weise, lässt sich die Gefährlichkeit der Nanopartikel aus jener der Ionen rechnerisch abschätzen», so Salieri.

Damit die Laborstudien für Nanopartikel aber auch aufschlussreich sind, muss für jede Expositionsart zunächst ein geeignetes Modellsystem entwickelt werden. «Substanzen, die inhaliert werden, untersuchen wir beispielsweise in Experimenten mit menschlichen Lungenzellen», erklärt Empa-Forscher Peter Wick, Leiter des Labors für «Particles-Biology Interactions» in St. Gallen. Um die Verdauung im Körper zu simulieren, werden hingegen Darmzellen verwendet.

Dabei wird nicht nur die schädigende Dosis eines Nanopartikels in Zellkulturversuchen ermittelt, sondern es Fließen auch sämtliche Nanomaterialeigenschaften in die Risikoanalyse ein, etwa Form, Größe, Transportgeschwindigkeit und Bindung an andere Moleküle. So ist beispielsweise gelöstes Silber in einer Zellkulturflüssigkeit rund 100-mal giftiger als das Äquivalent als Silber-Nanopartikel. Derartig umfassende Laboranalysen finden Eingang in sogenannte kinetische Modelle, die statt einer Momentaufnahme einer Situation im Reagenzglas das komplette Geschehen der Partikelwirkung abbilden können.

Und schließlich lassen sich aus all diesen Daten mithilfe komplexer Algorithmen die zu erwartenden biologischen Phänomene abschätzen. «Anstatt ein Tierexperiment dazwischen zu schalten, können wir anhand von Parallelitäten zu bekannten Substanzen, neuen Daten aus Laboranalysen und mathematischen Modellen die möglichen Risiken von Nanopartikeln ermitteln», sagt Empa-Forscher Mathias Rösslein. Künftig könnten so auch die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Nanopartikeln im menschlichen Körper sowie die Eigenschaften bestimmter Populationsgruppen, wie ältere Menschen oder Patienten mit mehreren Krankheiten, realitätsnah dargestellt werden, meint der Wissenschaftler.

Als Folge dieser neuartigen Risikoanalysen für Nanopartikel könnten zudem die Entwicklung und Marktzulassung neuer Nanomaterialien beschleunigen, hoffen die Forschenden. Konkrete Anwendung gibt es bereits im «Safegraph»-Projekt, eines der Projekte im Rahmen der «Graphene Flagship»-Initiative der EU, an der die Empa als Partner mitwirkt. Risikoanalysen und Ökobilanzen für das neue «Wundermaterial» Graphen sind derzeit noch Mangelware. Erste Sicherheitsanalysen zu Graphen- und Graphen-verwandten Materialien konnten die Empa-Forscher nun unlängst in grundlegenden in vitro-Studien aufzeigen. Auf diese Weise können nun auch Projekte wie Safegraph potenzielle Gesundheitsrisiken und Umweltfolgen von Graphen besser ermitteln und gleichzeitig die Zahl der Tierversuche senken.

Weitere Informationen:
Empa Tierversuche Nanopartikel
Quelle:

EMPA

(c) SANITIZED AG
16.06.2020

„WAS WENIGER RIECHT, MUSS SELTENER GEWASCHEN WERDEN“

Schweizerische Qualitätsprinzipien plus Innovationskraft: Hygiene und Materialschutz von SANITIZED

Die SANITIZED AG ist als weltweit führendes Schweizer Unternehmen für Hygienefunktion und Materialschutz bei Textilien und Kunststoffen bekannt. Global ausgerichtet, wird mit eidgenössischer Gründlichkeit Pionierarbeit bei der Entwicklung innovativer, wirksamer und sicherer Technologien für antimikrobielle Ausrüstungen geleistet. Textination hatte die Möglichkeit, mit dem CEO Urs Stalder über die wachsende Bedeutung von Hygiene in Zeiten der Pandemie zu sprechen.

Schweizerische Qualitätsprinzipien plus Innovationskraft: Hygiene und Materialschutz von SANITIZED

Die SANITIZED AG ist als weltweit führendes Schweizer Unternehmen für Hygienefunktion und Materialschutz bei Textilien und Kunststoffen bekannt. Global ausgerichtet, wird mit eidgenössischer Gründlichkeit Pionierarbeit bei der Entwicklung innovativer, wirksamer und sicherer Technologien für antimikrobielle Ausrüstungen geleistet. Textination hatte die Möglichkeit, mit dem CEO Urs Stalder über die wachsende Bedeutung von Hygiene in Zeiten der Pandemie zu sprechen.

1935 gegründet, liegt der Mehrheitsbesitz der SANITIZED Aktiengesellschaft heute noch bei den Gründerfamilien. Sie sind Marktführer in Europa für Hygienefunktionen und Materialschutz bei Textilien und Kunststoffen. Wenn Sie sich jemandem, der das Unternehmen nicht kennt, in 100 Worten vorstellen müssten: Was hat Sie besonders in der Entwicklung des Unternehmens beeinflusst und einzigartig gemacht?
Geruch in Schuhen zu verhindern, damit begann es 1935. Daraus entstanden ist unser Geschäftsmodell: Der antimikrobielle Schutz von Kunststoffen und Textilien.
SANITIZED entwickelt individuell auf die Schutzziele der Endprodukte abgestimmte und gebrauchsfertige Additive, die beispielsweise gegen Geruchsentwicklung in Berufsbekleidung, gegen Permastink in Synthetiktextilien oder gegen Schimmelbildung wirken.

Einzigartig ist der 360 Grad Service: Dazu gehören die Begleitung bei Produktentwicklung, der Support für jegliche regulatorischen Fragen sowie die Unterstützung bei Marketingthemen.
SANITIZED AG ist global aktiv und dennoch schweizerischen Qualitätsprinzipen verpflichtet. Weltweit nutzen über 400 Marken die Ingredient Brand Sanitized® auf ihren Endprodukten.

Think global – act local? Sie haben Schwestergesellschaften in Frankreich, den USA und in Asien. Ihre Wurzeln und das Headquarter sind in der Schweiz. Durch die Pandemie stellt sich aktuell verstärkt die Frage nach intakten Lieferketten. Was bedeutet das in Zukunft für Ihr Unternehmen?
Die breite globale Aufstellung ermöglicht es uns in der Tat Geschäfte lokal zu tätigen. Die lokale Verankerung ergibt Synergien, auch im Sourcing. Das wird für uns zukünftig noch wichtiger. Und natürlich sind auch die Themen der Schnelligkeit und Kundennähe ein positiver Aspekt dieser Ausrichtung.

Vom Textil über die Kunststofffläche bis zur Dose: 2018 wurde die SANITIZED Preservation AG gegründet, die sich um Farben und Coatings kümmert. Damit erschließt SANITIZED einen weiteren Markt. Welche Märkte interessieren Sie besonders und von welchen Produktbereichen fühlen Sie sich besonders herausgefordert?
Kunden wollen Farben und Lacke ohne Lösungsmittel, das ist besser für Mensch und Umwelt. Doch bei den alternativen, wasserbasierenden Produkten besteht ein großes Risiko von Verunreinigungen durch Mikroben. Das beginnt bereits bei der Produktion, setzt sich bei der Lagerung in der Dose fort und ebenso in der Anwendung. Die Folge ist Schimmelbildung.

Besonders in hygienesensiblen Bereichen der Industrieproduktion und natürlich im medizinischen Umfeld ist ein antimikrobieller Schutz für Anstriche oder Beschichtungen hoch relevant. In den Regionen mit hoher Luftfeuchtigkeit vervielfacht sich das Verunreinigungs- und Schimmelrisiko. Auch deshalb ist Indien ein Wachstumsmarkt für diesen Geschäftsbereich.

Neue Wege zu gehen, bedeutet Entscheidungsfreudigkeit, Überwindung von Ängsten - und damit auch Mut zum Scheitern. Nicht jedes Projekt kann gelingen. Über welche unternehmerische Entscheidung sind Sie im Nachhinein besonders froh, sie getroffen zu haben?
Lassen Sie mich nur drei für die Unternehmensentwicklung wichtigen Entscheidungen nennen: Das ist definitiv die Gründung des Geschäftsbereichs SANITIZED Preservation. Hier geht es um den antimikrobiellen Schutz von Farben und Lacken. Auch der Aufbau unseres hauseigenen TecCenters, in dem wir Laborservices noch schneller durchführen können, gehört dazu. Es wurde kürzlich vom International Antimicrobial Council akkreditiert. Und ganz aktuell ist es die Vertriebskooperation mit Consolidates Pathway auf dem US-amerikanischen Markt für unsere Textil-Hygienefunktionslösungen.

Sie sagen, dass Innovation in der DNA des Unternehmens verankert sei. Wie leben Sie Ihr Innovationsmanagement und welche Rolle spielen dabei die Anforderungen der Endverbraucher und Ihrer Industriekunden?
Wir selbst und unsere globalen Vertriebspartner sind in engem Austausch mit den Herstellern von textilen Produkten. Auch deshalb kennen wir die Anforderungen und die Bedürfnisse des Marktes. Aus der Nische in den Massenmarkt drängt das Thema Nachhaltigkeit. Genau hierfür wurde unser Produkt Sanitized® Odoractiv 10 entwickelt und mit dem Swiss Innovation Award ausgezeichnet. Es handelt sich um eine dual wirkende, biozidfreie, patentierte Technologie gegen Geruchsentwicklung und Geruchsadsorption in Textilien.

Viele Kunden schätzen unsere Expertise und nutzen sie bei der Entwicklung neuer Produkte, damit innovative Textilien mit Zusatznutzen für die Anforderung des Marktes entstehen.

Maßgeschneidert oder Lösungen nur für Großkunden? Das Thema Individualisierung bis zur Losgröße 1 nimmt heute einen breiten Raum ein. Wie stehen Sie zu individuellen Produktlösungen – oder können Sie mit dem 40 Produkte umfassenden Sanitized-Portfolio alles abdecken?
Wir verfügen über einen sehr vielseitig einsetzbaren Technologie-„Baukasten“.Auf die speziellen Kundenbedürfnisse und die jeweiligen Produktanforderungen individuell einzugehen, gehört zu unserem täglichen Geschäft. Hierzu bieten wir maßgeschneiderte Rezepturen an und unser umfassendes Applikations-Knowhow fließt in die Beratung für die individuelle Anwendungssituation beim Kunden ein.

Für Nachhaltigkeit gibt es die verschiedensten Definitionen. Kunden erwarten unter diesem Begriff alles – von Klimaschutz bis Ökologie, von vor Ort-Produktion in der Region bis zum Ausschluss von Kinderarbeit usw. Textilfinishing hat nicht immer einen unproblematischen Klang.
Das öffentliche Beschaffungswesen stellt immer mehr auf nachhaltige Textilien um. Was bedeutet das für SANITIZED und was tun Sie, um den Begriff der Nachhaltigkeit für Ihr Unternehmen mit Leben zu füllen, und auf welche Aktivitäten und Zertifizierungen setzen Sie besonders?

Für uns ist die Ressourcenschonung ein zentrales Thema. Da wir das Thema Nachhaltigkeit entlang der gesamten Produktionskette „mitdenken“, also auch in Forschung und Entwicklung, sind ressourcenschonende Applikationstechniken für die Textilindustrie für uns wichtig. Sanitized® Additive können in Standardproduktionsprozesse integriert werden, sodass zusätzlicher Energieaufwand für ergänzende Veredelungsabläufe entfällt.

Auch biozidfreie Produkte sind in unserem Portfolio zu finden. Sanitized® Odoractiv10 verhindert, dass Gerüche an Textilien anhaften. Sanitized® Mintactiv nutzt die natürliche antibakterielle Wirkung der Minze und wurde speziell für Baumwolltextilien entwickelt.

Und was weniger riecht, muss seltener gewaschen werden. Dies spart Wasser und Strom und verlängert die Nutzungsdauer des Textils.

SANITIZED unterstützt seine Kunden durch eine sogenannte 360°-Serviceleistung. Was verstehen Sie darunter und warum konzentrieren Sie sich nicht ausschließlich auf die technischen Aspekte der Produkte?
Die Marke SANITIZED möchte ihren Kunden echten Mehrwert stiften. Deshalb haben wir unsere Kernkompetenz als Entwickler und Anbieter von innovativen antimikrobiellen Additiven um einen Rundum-Service erweitert. Naheliegend ist die Begleitung beim Produktionsprozess, das gehört natürlich dazu. Wir unterstützen darüber hinaus mit aktuellstem Wissen bei regulatorischen Fragen – weltweit. Und für unsere Lizenzpartner, die Sanitized® als Ingredient Brand nutzen, bieten wir umfassenden Marketing-Support. Korrekte Werbeaussagen zu treffen, ist nicht nur in Zeiten von Corona wichtig. Denn es geht immer um Transparenz und Sicherheit für die Menschen. Abmahnung oder Lieferstopps wegen falscher Claims können verhindert werden.

Die Zusammenarbeit mit den Instituten ist absolut sinnvoll; schließlich ist es ihre Aufgabe, für Unternehmen Forschungen anzustellen, die diese allein nicht schultern können. Prüfeinrichtungen gehören dazu, genauso wie das Beantragen von Fördergeldern, das nur in Zusammenarbeit mit Forschungsinstituten möglich ist. Allerdings sind sie öffentliche Einrichtungen und haben daher per se eine andere Zielsetzung als ein Unternehmen: Wir müssen eine vielversprechende Idee schnellstmöglich auf den Markt bringen, damit sie einen Ertrag bringt. Diesen Druck hat ein Forschungsinstitut nicht.

Welches Ziel verfolgen Sie beispielsweise mit der Webpräsenz https://www.sanitized.house?
Ja, es mag ungewöhnlich anmuten, wenn SANITIZED als B2B Unternehmen eine Plattform für Endkunden konzipiert. Doch mehr als 400 Marken nutzen Sanitized® als Ingredient Brand. Wir sind also über diesen Weg mit den Endkunden verbunden.

Im Sanitized® the house können Besucher in einem virtuellen Haus spielerisch erleben, in welchen Lebensbereichen Hygiene- und Materialschutz zur Lebensqualität beiträgt. Ein Klick in den Kleiderschrank verlinkt zu Produkten –inklusive Markennennung –, die mit Sanitized® ausgerüstet wurden: Bekleidung im Kleiderschrank, der Teppich im Wohnzimmer oder das Handtuch im Bad. Das probiert man am besten selbst mal aus.

Das Unternehmen arbeitet konsequent daran, Sanitized® als Marke zu implementieren. Die Hygienefunktion für Textilien und Kunststoffe soll dokumentiert werden und so Kunden und Konsumenten einen Mehrwert bieten. Gerade im Bekleidungs-, Sports- und Outdoor-Segment ist Co-Branding nicht immer gern gesehen. Wie steinig war der Weg, bis Sanitized® als Ingredient Brand vom 400 Lizenz-Partnern am Produkt ausgelobt wurde?
Natürlich gibt es Marken, die keinen zweiten Brand auf ihrem Endprodukt wünschen. Doch ein Trend lässt zunehmend mehr Hersteller umdenken: Kunden stellen immer häufiger Fragen nach Inhaltsstoffen, nach der Herkunft. Aufklärung und Transparenz sind wachsende Bedürfnisse. Und genau hierzu tragen wir bei. Und darüber hinaus ist dies eine Chance für eine Textilmarke in der Flut der Anbieter positiv aufzufallen. Differenzierung durch Mehrwert – gestiftet durch Schweizer Technologie von SANITIZED. Das sind Argumente, die weltweit funktionieren.

Sie haben ein breit gefächertes Netzwerk, sind beispielsweise seit Gründung von bluesign® deren Systempartner oder arbeiten im Vertrieb mit Archroma eng zusammen, um nur zwei herauszugreifen. Worin sehen Sie den besonderen Wert von Partnerschaften? Gibt es Segmente, in denen Sie sich neue Partner und Kooperationen vorstellen können?
Partnerschaften sind wichtig und funktionieren, wenn man gemeinsame Ziele verfolgt und sich gegenseitig befruchten kann. Ganz neu ist eine Partnerschaft mit dem Unternehmen Consolidates Pathway in den USA.

Auf welchen gesellschaftlich relevanten Themenfeldern sehen Sie in den nächsten 5 Jahren besonders großen Innovations- und Handlungsbedarf? Wie ist Ihre Einschätzung, dass Ihr Unternehmen mit seinen Produkten dafür Lösungen anbieten können wird? Und welche Rolle spielen bei dieser Einschätzung die Erfahrungen aus der Corona-Pandemie?
Was die Corona-Pandemie langfristig verändern wird, kann niemand vorhersagen. Der Umweltschutz und damit die Schonung unserer Ressourcen ist und bleibt ein wichtiges Thema.
Dass die Textilindustrie hierzu eine Menge beitragen kann, dringt langsam auch in das Bewusstsein der breiten Masse. Stichworte sind Billigproduktion oder Wasserverbrauch für Jeansherstellung. Die Menschen werden sensibler, was Unternehmen und Marken tun. Umso wichtiger wird es sein, offen und transparent zu agieren und zu kommunizieren.
Für SANITIZED ist es ein Selbstverständnis, dass nur Produkte mit offiziellen Zulassungen eingesetzt werden und dass wir nach dem blue-sign Prinzip arbeiten. Hier beginnen die Nachvollziehbarkeit und die Transparenz.


Das Interview führte Ines Chucholowius, Geschäftsführerin der Textination GmbH

Foto: Pixabay
07.04.2020

Naturtextilbranche reagiert mit Kreativität und Zusammenarbeit auf Corona

Während gerade überall zu lesen ist, dass die Modebranche kurz vor dem Kollaps steht und Finanzmittel von der Regierung fordert, arbeiten viele Textil- und Lederunternehmen mit ethischem Hintergrund aktiv und gemeinsam an kreativen Lösungen, um nicht schließen zu müssen.
Es zeigt sich gerade jetzt, dass kleinere Nachhaltigkeitspioniere einige Vorteile gegenüber den Handelsriesen und großen Brands haben. Flexibilität, ein starkes Band zwischen Lieferanten und Kunden sowie Glaubwürdigkeit zahlen sich jetzt aus.

Während gerade überall zu lesen ist, dass die Modebranche kurz vor dem Kollaps steht und Finanzmittel von der Regierung fordert, arbeiten viele Textil- und Lederunternehmen mit ethischem Hintergrund aktiv und gemeinsam an kreativen Lösungen, um nicht schließen zu müssen.
Es zeigt sich gerade jetzt, dass kleinere Nachhaltigkeitspioniere einige Vorteile gegenüber den Handelsriesen und großen Brands haben. Flexibilität, ein starkes Band zwischen Lieferanten und Kunden sowie Glaubwürdigkeit zahlen sich jetzt aus.

Beweglichkeit ist Trumpf
Die prekäre wirtschaftliche Situation im stationären Einzelhandel zwingt Unternehmen dazu, neue und kreative Wege einzuschlagen. Eine enge und emphatische Kundenbindung sowie die Flexibilität kleinerer Ladner ebnet diesen Weg. Und die Ideen und Maßnahmen sind vielfältig. Einige leiten ihre Waren auf den Online-Handel um, bieten einen Lieferservice an.  Life-Videos aus den Läden, die die Ware präsentieren und erklären oder Mitmachaktionen für Verbraucher sind weitere Beispiele. Auch Hersteller bzw. Brands denken um. Beispielsweise stellen einige Unternehmen Gesichtsmasken her, die den Umsatzrückgang etwas abfedern, andere legen kurzfristig den Produktionsschwerpunkt auf Basic-Produkte, die sich gut online vermarkten lassen.
 
Lieferkettensicherheit
Die Leder- und Textilindustrie hat derzeit nicht nur das Problem wegbrechender Umsätze. Die fragilen globalen Märkte, die für große Konzerne Rohstoffe und Dienstleistungen liefern, werden momentan zur Bedrohung. Wenn in China und Bangladesch die Wirtschaft stillsteht, kommt der deutsche Modemarkt kurzfristig nicht mehr ausreichend an Ware heran. Die Unternehmen, die in Deutschland oder in anderen wirtschaftlich stabilen Ländern produzieren, sind jetzt im Vorteil.  Einige der Unternehmen, die Rohware aus dem Ausland beziehen, ordern diese jetzt schon für den nächsten Produktionszyklus, einerseits um dem Lieferanten eine gewisse Sicherheit zu geben, anderseits um gerüstet zu sein für die Zeiten nach Corona.

Gemeinschaftsgedanke
Eine ethische Geschäftspraxis bedeutet nicht nur ökologisches und sozialverantwortliches Handeln in Bezug auf die Lieferketten. Glaubwürdigkeit, Vertrauen und Empathie sind jetzt ebenso wichtig, wenn die Modeindustrie sich nicht in Preisdumping und knallhartem Konkurrenzkampf verlieren will. In der Presse ist die Rede von Milliardenstornos, Corona-Schnäppchen und Konkursen. Dass es auch anders geht, zeigen viele IVN Mitlieder. Lieferanten berichten uns, dass sie von sich aus Bestellungen bis Ende April zurückhalten, um dem Handel finanziell Luft zu lassen, Händler halten in der Regel zumindest Rücksprache mit ihren Lieferanten, wenn sie nicht in der Lage sind, eine komplette Order abzurufen. Händler mit Onlineshops nehmen spontan Ware von befreundeten Brands mit auf, auch wenn die Produkte nicht ins firmeneigene Portfolio passen. Brands bewerben in den sozialen Medien die Absatzkanäle ihrer Kunden, Bestellungen werden gebündelt. Man spricht miteinander – der Kunde mit dem Lieferanten, aber auch Mitbewerber mit Mitbewerber.

Slow Fashion
Die konventionelle Mode unterliegt extrem schnellen Zyklen – „Fast Fashion“ ist das Stichwort. Abgemildert folgt die Modeindustrie zumindest den jahreszeitlichen Saisons. Momentan hängt die Frühjahrskollektion in den Läden und lässt sich im Juni nicht mehr verkaufen. Das ist auch bei nachhaltiger Mode nicht anders. Allerdings sind die Modetrends weniger ausgeprägt, so dass man die aktuelle Ware auch im kommenden Frühjahr noch tragen kann. Der nachhaltige Konsument misst dem Modeaspekt etwas weniger Bedeutung zu und Grüne Mode ist zwar modisch aber tendenziell auch zeitloser, als konventionelle.

Die Stimmung
Natürlich sind jetzt auch die Unternehmen aus der Naturmodeszene gezwungen, ihre Betriebskosten zu senken, wenn sie überleben wollen. Das bedeutet Kurzarbeit, wenn die Situation noch länger anhält sicher auch Entlassungen. Und natürlich sind auch alle Nischenmarktteilnehmer zutiefst besorgt. Aber mit wem auch immer wir bisher gesprochen haben, wir hören Geschichten zu Chancen, Dankbarkeit und Betriebsamkeit.

Einige sehen eine Chance im unfreiwilligen Innehalten – dem Klimaschutz beispielsweise ist diese Zwangspause durchaus zuträglich. Es besteht auch ganz konkret die Chance, den Modezyklus jetzt einen Monat nach hinten zu verschieben und so wieder an die realen Gegebenheiten anzupassen.

Dankbar sind viele IVN Mitglieder beispielsweise darüber, dass sie ihren Sitz in Deutschland haben. Das Gesundheitssystem ist derzeit zumindest noch stabil und die schwarze Null befähigt unsere Regierung einen Rettungsschirm aufzuspannen. Dankbar sind auch viele über die Verbundenheit und das Vertrauen, das ihnen entgegengebracht wird. Vom Endverbraucher über den Geschäftspartner bis hin zum Vermieter, der lieber eine Mietforderung reduziert oder aussetzt, als einen langjährigen Mieter zu verlieren.

Die Stimmung ist zwar angeschlagen, aber noch nicht im Keller. Es bleibt zu hoffen, dass alle bald wieder ihre Wirtschaftstätigkeiten im normalen Rahmen aufnehmen können und die Privilegien und Vorteile, die nachhaltige Modebranche genießt ausreicht, damit alle möglichst unbeschadet durch diese Krise kommen.

Weitere Informationen:
nachhaltige Mode Naturtextilwirtschaft
Quelle:

Internationaler Verband der Naturtextilwirtschaft e.V.

(c) Messe Frankfurt Exhibition GmbH
30.04.2019

NACHHALTIGKEIT IST WICHTIGES THEMA AUF DER TECHTEXTIL UND TEXPROCESS

Mit „Sustainability at Techtextil“ und „Sustainability at Texprocess“ stellen die internationalen Leitmessen für technische Textilien und Vliesstoffe sowie für die Verarbeitung textiler und flexibler Materialien erstmals die Nachhaltigkeitsansätze ihrer Aussteller explizit in den Fokus. Hinzu kommt ein umfangreiches Rahmenprogramm zu dem Thema. Dabei sprechen unter anderem Branchengrößen wie Kering, Lenzing oder Zalando.

Mit „Sustainability at Techtextil“ und „Sustainability at Texprocess“ stellen die internationalen Leitmessen für technische Textilien und Vliesstoffe sowie für die Verarbeitung textiler und flexibler Materialien erstmals die Nachhaltigkeitsansätze ihrer Aussteller explizit in den Fokus. Hinzu kommt ein umfangreiches Rahmenprogramm zu dem Thema. Dabei sprechen unter anderem Branchengrößen wie Kering, Lenzing oder Zalando.

Fasern aus recyceltem Polyester, biobasierte Hightech-Textilien, wassersparende Färbe- und Finishingverfahren, Funktions- und Arbeitskleidung, die mit weniger bis keinen Lösungs- und Bindemitteln auskommt: Im Bereich der technischen Textilien und in der Verarbeitung textiler und flexibler Materialien setzen immer mehr Unternehmen auf Ansätze für mehr Nachhaltigkeit. Mit „Sustainability at Techtextil“ und „Sustainability at Texprocess“ machen die internationalen Leitmessen vom 14. bis 17. Mai 2019 entsprechende Ansätze ihrer Aussteller sichtbar. Zusätzlich greifen zahlreiche Eventformate das Thema Nachhaltigkeit auf beiden Messen auf.

Messeguide für ausgewählte Aussteller
Im Vorfeld der Techtextil und Texprocess konnten Aussteller beider Messen ihre Ansätze und entsprechende Nachweise für Aktivitäten rund um Nachhaltigkeit bei den Messeorganisatoren einreichen. Eine unabhängige, internationale Jury aus Nachhaltigkeitsexperten bewertete die Einreichungen individuell auf Basis gängiger nationaler und internationaler Nachhaltigkeitssiegel, darunter aktuell vor allem Bluesign, Cradle-to-Cradle, EU Eco Label, ISO 14001, GOTS, GRS sowie SteP by Oeko-Tex.

Insgesamt wurden 47 Unternehmen, davon 44 Aussteller der Techtextil, und drei der Texprocess ausgewählt. Interessierte Besucher finden die kuratierten Unternehmen in einem eigenen Messe-Guide, der auf der Messe ausliegt, per Filterfunktion unter „Sustainability“ in der Online-Ausstellersuche und in den Apps beider Messen. Zudem weisen die ausgewählten Aussteller an ihren Messeständen auf ihre Teilnahme hin.
Mitglieder der internationalen Expertenjury: Vorsitzender: Max Gilgenmann, Consulting Service International Ltd. (Deutschland/China); Claudia Som, Empa (Schweiz); Jan Laperre, Centexbel (Belgien); Heike Illing-Günther, Sächsisches Textilinstitut e.V. (Deutschland); Karla Magruder, Fabrikology (USA); Lauren Zahringer, SAC Social Apparel Coalition (Niederlande).

Techtextil Forum mit Themenblock zu Nachhaltigkeit
Unter dem Motto „Towards Sustainability“ bietet das Techtextil Forum am 14. Mai zwischen 11 und 15 Uhr eine Reihe an Beiträgen, die sich ausschließlich um nachhaltige Textilinnovationen drehen. Moderiert von Braz Costa, Geschäftsführer des portugiesischen Technologiezentrums CITEVE, stehen unter anderem diese Themen auf dem Programm:
Textilrecycling (TWD Fibres, Velener Textil), nachhaltiges Bauen mit Wolle (Minet S.A.; Rumänien), nachhaltige Textilbeschichtungen (Centexbel), Biopolymere (RWTH Aachen), die Nachverfolgbarkeit gentechnikfreier Baumwolle (Hohenstein Institute) sowie biobasierte kostengünstige Karbonfasern (Textilforschungsinstitute Jules Verne, Frankreich).

Techtextil Innovation Award
Erstmals prämiert der Techtextil Innovation Award zwei Unternehmen mit einem Award in der Kategorie Nachhaltigkeit. Die Gewinner werden am ersten Messetag während der feierlichen Eröffnung der Messe bekannt gegeben und ausgezeichnet. Messebesucher können sich zusätzlich während der gesamten Dauer der Messe auf dem Ausstellungsareal des Techtextil Innovation Award in der Halle 4.2 über die Preisträger und deren ausgezeichnete Projekte informieren.

Texprocess Forum mit Ableger der Fashionsustain-Konferenz
Mit einem Ableger der Fashionsustain Berlin, der Konferenz der Messe Frankfurt rund um nachhaltige Textilinnovationen, bietet das Texprocess Forum am 14. Mai Vormittags einen Themenblock ausschließlich rund um Nachhaltigkeit in der Textil- und Modebranche. Die erste Keynote “Sustainable innovation – a matter of survival” kommt von Mick Magnusson, Co-Gründer des schwedischen Start-Ups We are Spindye.
Unter der Fragestellung „Is Sustainability the Key to Textile Innovations?“ diskutieren anschließend Branchenführer wie Clariant Plastics and Coatings, Indorama, Lenzing, Perpetual Global, Procalçado S.A. sowie Kering und Zalando. Moderiert wird die Fashionsustain unter anderem von Karla Magruder, Gründerin von Fabrikology International.

Innovation Roadshow zu nachhaltiger Schuhproduktion
Im Fortgang der Fashionsustain-Konferenz präsentieren der Faserhersteller Lenzing, der Strickmaschinenproduzent Santoni und Schuhkomponenten-Fabrikant Procalçado S.A. die Innovation Roadshow mit dem Titel „The Future of Eco-Conscious Footwear Manufacturing“. Die Roadshow wird unterstützt vom Texpertise Network der Messe Frankfurt. Sie stellt exemplarisch den nachhaltigen Produktionsprozess eines Schuhs dar und zeigt so, wie ein Nachhaltigkeitswandel der Mode- und Textilindustrie bereits heute Realität sein kann. Moderiert wird das Panel von Marte Hentschel, Gründerin des B2B-Netzwerks für die Modebranche Sourcebook.