Textination Newsline

Als Weltpremiere für die Modeindustrie hatten sich im Oktober 2020 zwölf Pionierunternehmen zusammengefunden, um neue Wege zu beschreiten und ein Kreislaufmodell für die kommerzielle Bekleidungsproduktion zu entwickeln. Mehr als drei Jahre lang wurden Textilabfälle gesammelt und sortiert und mithilfe der Technologie zur Wiederherstellung von Textilfasern der Infinited Fiber Company zu einer neuen, künstlichen Zellulosefaser recycelt, die aussieht und sich anfühlt wie Baumwolle - eine „neue Baumwolle“.

Das zukunftsweisende New Cotton Project startete im Oktober 2020 mit dem Ziel, eine zirkuläre Wertschöpfungskette für die kommerzielle Bekleidungsproduktion aufzuzeigen. Während des gesamten Projekts arbeitete das Konsortium daran, Alttextilien zu sammeln und zu sortieren, die mithilfe der innovativen Infinited Fiber-Technologie zu einer neuen zellulosehaltigen Chemiefaser namens Infinna™ recycelt werden konnten, die genauso aussieht und sich anfühlt wie neue Baumwolle. Die Fasern wurden zu Garnen gesponnen und zu verschiedenen Geweben verarbeitet, die von adidas und H&M entworfen, produziert und verkauft wurden. Der adidas by Stella McCartney-Trainingsanzug sowie eine bedruckte Jacke und Jeans von H&M sind damit die ersten Produkte, die von einem kreislauforientierten Konsortium dieser Größenordnung hergestellt wurden und damit einen innovativen und kreislauforientierten Ansatz für die Modeindustrie aufzeigt.
 
Da das Projekt im März 2024 abgeschlossen wurde, stellt das Konsortium acht Schlüsselfaktoren in den Fokus, die es als grundlegend für die erfolgreiche Skalierung des Faser-zu-Faser-Recyclings erachtet.

Die breite Einführung zirkulärer Wertschöpfungsketten ist entscheidend für den Erfolg
Die Kreislaufwirtschaft im Textilbereich erfordert neue Formen der Zusammenarbeit und des offenen Wissensaustauschs zwischen verschiedenen Akteuren in Kreislaufökosystemen. Diese Ökosysteme müssen Akteure einbeziehen, die über die traditionellen Lieferketten hinausgehen und bisher voneinander getrennte Industrien und Sektoren wie die Textil- und Modebranche, die Abfallsammlung und -sortierung und die Recyclingindustrie sowie digitale Technologien, Forschungsorganisationen und politische Entscheidungsträger einbeziehen. Damit das Ökosystem effektiv funktionieren kann, müssen die verschiedenen Akteure an der Abstimmung von Prioritäten, Zielen und Arbeitsmethoden beteiligt sein und die Bedürfnisse, Anforderungen und technisch-wirtschaftlichen Möglichkeiten der anderen kennenlernen. Aus einer breiteren Perspektive betrachtet, ist auch ein grundlegenderer Wandel in den Denkweisen und Geschäftsmodellen im Hinblick auf einen systemischen Übergang zur Kreislaufwirtschaft erforderlich, z. B. die Abkehr von den linearen Geschäftsmodellen der Fast Fashion. Neben dem offenen Wissensaustausch innerhalb solcher Ökosysteme ist es ebenfalls wichtig, gelernte Lektionen und Erkenntnisse öffentlich zu machen, um andere Marktteilnehmer bei der Umstellung auf die Kreislaufwirtschaft zu unterstützen und zu inspirieren.
     
Kreislaufwirtschaft beginnt mit dem Designprozess
Bei der Entwicklung neuer Styles ist es wichtig, von Anfang an ein End-of-Life-Szenario im Auge zu behalten. Denn davon hängt ab, welche Verzierungen, Drucke und Accessoires verwendet werden können. Wenn Designer es dem Recyclingprozess so einfach wie möglich machen, ist die Chance größer, dass die Kleidung tatsächlich wieder als Rohstoff verwendet wird. Darüber hinaus ist es wichtig, Geschäftsmodelle zu entwickeln, die es ermöglichen, Produkte so lange wie möglich zu nutzen, einschließlich Reparatur-, Miet-, Wiederverkaufs- und Sharing-Dienste.

Aufbau und Ausbau von Sortier- und Recyclinginfrastrukturen sind entscheidend
Um die kreislauforientierte Bekleidungsproduktion auszubauen, bedarf es technologischer Innovationen und der Entwicklung von Infrastrukturen für die Sammlung und Sortierung von Alttextilien sowie für die mechanische Vorverarbeitung des Ausgangsmaterials. Derzeit erfolgt ein Großteil der Textilsortierung manuell, und die verfügbaren optischen Sortier- und Identifizierungstechnologien sind nicht in der Lage, Kleidungsschichten und komplexe Fasermischungen zu erkennen oder Abweichungen in der Qualität des Ausgangsmaterials für das Faser-zu-Faser-Recycling festzustellen. Die Vorbehandlung des Ausgangsmaterials ist ein entscheidender Schritt im Textil-zu-Textil-Recycling, der jedoch außerhalb derjenigen, die ihn tatsächlich ausführen, nicht gut verstanden wird. Dies erfordert eine Zusammenarbeit über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg, und es bedarf eingehender Kenntnisse und Fähigkeiten, um dies richtig zu tun. Dies ist ein Bereich, der mehr Aufmerksamkeit und stärkere wirtschaftliche Anreize braucht, wenn das Textil-zu-Textil-Recycling ausgebaut wird.

Die Verbesserung von Qualität und Datenlage ist entscheidend
Es besteht immer noch ein erheblicher Mangel an verfügbaren Daten, die den Übergang zu einer Kreislauftextilindustrie unterstützen. Dies bremst die Entwicklung von Systemlösungen und wirtschaftlichen Anreizen für den Textilkreislauf. So werden beispielsweise die Mengen der auf den Markt gebrachten Textilien oft als Ersatz für die Mengen an Post-Consumer-Textilien herangezogen, aber die verfügbaren Daten sind mindestens zwei Jahre alt und oft unvollständig. Auch auf nationaler Ebene kann es unterschiedliche Zahlen zu Textilabfällen geben, die aufgrund unterschiedlicher Methoden oder Datenjahre nicht übereinstimmen. Dies zeigt sich in den Berichten der niederländischen Massenbilanzstudie 2018 und des Überwachungsberichts zur Kreislaufwirtschaftspolitik für Textilien 2020, wo es einen Unterschied von 20 % zwischen den auf den Markt gebrachten Zahlen und den gemessenen Mengen an separat gesammelten und im gemischten Restmüll enthaltenen Post-Consumer-Textilien gibt. Abgesehen von einigen guten Studien wie Sorting for Circularity Europe und der jüngsten Charakterisierungsstudie von ReFashion gibt es auch fast keine zuverlässigen Informationen über die Faserzusammensetzung im Post-Consumer-Textilstrom. Textil-zu-Textil-Recycler würden von einer besseren Verfügbarkeit zuverlässigerer Daten profitieren. Die politische Überwachung von Systemen der erweiterten Herstellerverantwortung sollte sich darauf konzentrieren, die Anforderungen an die Berichterstattung in ganz Europa von der Sammlung von Post-Consumer-Textilien bis zu ihrem endgültigen Endpunkt zu standardisieren und Anreize für die Digitalisierung zu schaffen, damit die Berichterstattung automatisiert werden kann und hochwertige Textildaten nahezu in Echtzeit zur Verfügung stehen.

Die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Forschung und Entwicklung über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg
Insgesamt deuten die Ergebnisse des New Cotton Project darauf hin, dass Stoffe, die Infinna™-Fasern enthalten, eine nachhaltigere Alternative zu herkömmlichen Baumwoll- und Viskosegeweben darstellen, wobei sie ähnliche Leistungsmerkmale und ästhetische Qualitäten aufweisen. Dies könnte erhebliche Auswirkungen auf die Textilindustrie im Hinblick auf Nachhaltigkeit und umweltfreundlichere Produktionsverfahren haben. Das Projekt hat jedoch auch gezeigt, dass die Skalierung des Faser-zu-Faser-Recyclings weiterhin kontinuierliche Forschung und Entwicklung in der gesamten Wertschöpfungskette erfordert. So ist beispielsweise der Bedarf an Forschung und Entwicklung im Bereich der Sortiersysteme von entscheidender Bedeutung. Im Rahmen des chemischen Recyclings ist es ebenfalls erforderlich, eine hohe Rückgewinnungsrate und den Kreislauf der verwendeten Chemikalien sicherzustellen, um die Umweltauswirkungen des Prozesses zu begrenzen. Bei den Herstellungsprozessen wurde überdies hervorgehoben, dass eine kontinuierliche Innovation bei der Verarbeitungsmethode von Vorteil ist und dass Technologien und Marken eng mit den Herstellern zusammenarbeiten müssen, um die weitere Entwicklung in diesem Bereich zu unterstützen.

Über weniger umweltbelastende Fasern hinaus denken
Die von Dritten geprüfte Ökobilanz der Wertschöpfungskette des New Cotton Project zeigt, dass die Cellulosecarbamatfaser, insbesondere wenn sie mit einer erneuerbaren Stromquelle hergestellt wird, im Vergleich zu herkömmlicher Baumwolle und Viskose potenziell geringere Umweltauswirkungen aufweist. Es ist jedoch zu beachten, dass dieser Vergleich auf der Grundlage von durchschnittlichen globalen Datensätzen von Ecoinvent für Baumwoll- und Viskosefasern durchgeführt wurde und dass die Umweltleistung der auf dem Markt erhältlichen Primärfasern unterschiedlich ist. Die Analyse verdeutlicht jedoch auch, wie wichtig der Rest der Zuliefererkette für die Verringerung der Umweltauswirkungen ist. Die Ergebnisse zeigen, dass selbst bei einer Verringerung der Umweltauswirkungen durch die Verwendung von Recyclingfasern in anderen Phasen des Lebenszyklus noch einiges zu tun ist. So sind zum Beispiel die Qualität der Kleidungsstücke und ihre Nutzung während ihrer gesamten Lebensdauer entscheidend für die Verringerung der Umweltauswirkungen pro Kleidungsstück.
          
Einbeziehung der Verbraucher
Die EU hat die Kultur als eines der Haupthindernisse für die Einführung der Kreislaufwirtschaft in Europa identifiziert. Eine quantitative Verbraucherbefragung von adidas, die während des Projekts in drei wichtigen Märkten durchgeführt wurde, ergab, dass es immer noch Verwirrung über die Kreislaufwirtschaft bei Textilien gibt, was die Bedeutung einer effektiven Kommunikation mit den Verbrauchern und von Aktivitäten zur Einbindung der Öffentlichkeit verdeutlicht hat.
     
Einheitliche Rechtsvorschriften
Die Gesetzgebung ist ein wirksames Instrument, um die Einführung nachhaltigerer und kreislauforientierter Praktiken in der Textilindustrie voranzutreiben. Da allein in der EU mehrere neue Gesetzesvorhaben anstehen, ist ein kohärenter und harmonisierter Ansatz für die erfolgreiche Umsetzung der Politik in der Textilindustrie unerlässlich. Die Betrachtung des Zusammenhangs zwischen unterschiedlichen Rechtsvorschriften wie der erweiterten Herstellerverantwortung und der Verordnung über das Ökodesign für nachhaltige Produkte sowie der entsprechenden Umsetzungsfristen wird den Akteuren in der gesamten Wertschöpfungskette helfen, sich effektiv auf die Annahme dieser neuen Vorschriften vorzubereiten.

Die hohe und ständig wachsende Nachfrage nach recycelten Materialien setzt voraus, dass alle denkbaren End-of-Use-Textilien gesammelt und sortiert werden müssen. Um die Nachfrage zu befriedigen, werden sowohl mechanische als auch chemische Recyclinglösungen benötigt. Außerdem sollten wir beide Wege, den geschlossenen Kreislauf (Faser-zu-Faser) und den offenen Kreislauf (Faser zu anderen Sektoren), effektiv umsetzen. Der Export von minderwertigen wiederverwendbaren Textilien in Länder außerhalb der EU muss dringend überdacht werden. Es wäre vorteilhafter, sie in Europa wiederzuverwenden oder, wenn sie das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben, diese Textilien im europäischen Binnenmarkt zu recyceln, anstatt sie in Länder zu exportieren, in denen die Nachfrage oft nicht gesichert und die Abfallwirtschaft unzureichend ist.

Insgesamt verdeutlichen die Erkenntnisse die Notwendigkeit eines ganzheitlichen Ansatzes und eines grundlegenden Umdenkens in den Arbeitsweisen der Textilindustrie. Eine vertiefte Zusammenarbeit und ein Wissensaustausch sind von zentraler Bedeutung für die Entwicklung effektiver Kreislauf-Wertschöpfungsketten, die dazu beitragen, die Skalierung innovativer Recyclingtechnologien zu unterstützen und die Verfügbarkeit von Recyclingfasern auf dem Markt zu erhöhen. Die Weiterentwicklung und Skalierung des Sammelns und Sortierens sowie die Behebung der erheblichen Lücken bei der Verfügbarkeit von qualitativ hochwertigen Daten über die Textilströme sollten dringend Vorrang haben. Das New-Cotton-Projekt hat auch gezeigt, dass Recycling-Fasern wie Infinna™ eine nachhaltigere Alternative zu einigen anderen traditionellen Fasern darstellen, gleichzeitig aber auch verdeutlicht, wie wichtig es ist, die Wertschöpfungskette als Ganzes zu betrachten, um die Umweltauswirkungen zu verringern. Kontinuierliche Forschung und Entwicklung über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg ist ebenfalls von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass wir in Zukunft recycelte Textilien in großem Maßstab anbieten können.

Das New Cotton Project wurde mit Mitteln aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union unter der Finanzhilfevereinbarung Nr. 101000559 gefördert.

Der anpassungsfähige intelligente Handschuh der Forscher am MIT CSAIL (Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory) kann dem Benutzer taktile Rückmeldungen geben, um ihm neue Techniken beizubringen, Roboter mit präziserer Handhabung zu steuern und Chirurgen und Piloten zu schulen.

Wahrscheinlich kennen Sie jemanden, der eher visuell oder auditiv lernt, andere nehmen Wissen über eine andere Art und Weise auf: durch Berührung. Die Fähigkeit, taktile Interaktionen zu verstehen, ist besonders wichtig für Aufgaben wie das Erlernen filigraner Operationen und das Spielen von Musikinstrumenten, aber im Gegensatz zu Video und Audio ist es schwierig, Berührungen aufzuzeichnen und zu übertragen.

Um diese Herausforderung zu meistern, haben Forscher des Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) des MIT und anderer Institute einen bestickten intelligenten Handschuh entwickelt, der berührungsbasierte Anweisungen erfassen, reproduzieren und weitergeben kann. Ergänzend entwickelte das Team einen einfachen maschinellen Lernassistenten, der sich daran anpasst, wie verschiedene Benutzer auf taktile Rückmeldungen reagieren, und so ihre Erfahrungen optimiert. Das neue System könnte möglicherweise dazu beitragen, Menschen körperliche Fähigkeiten beizubringen, die Teleoperation von Robotern zu verbessern und das Training in der virtuellen Realität zu unterstützen.

Werde ich Klavier spielen können?
Zur Herstellung ihres intelligenten Handschuhs verwendeten die Forscher eine digitale Stickmaschine, um taktile Sensoren und haptische Aktoren (ein Gerät, das berührungsbasiertes Feedback liefert) nahtlos in Textilien einzubetten. Diese Technologie ist bereits in Smartphones vorhanden, wo haptische Reaktionen durch Antippen des Touchscreens ausgelöst werden. Wenn Sie beispielsweise auf eine iPhone-App tippen, spüren Sie eine leichte Vibration, die von diesem bestimmten Teil des Bildschirms ausgeht. Auf die gleiche Weise sendet das neue adaptive Wearable Feedback an verschiedene Teile Ihrer Hand, um die optimalen Bewegungen für die Ausführung verschiedener Fähigkeiten anzuzeigen.

Mit dem intelligenten Handschuh könnten Nutzer beispielsweise das Klavierspielen erlernen. In einer Demonstration wurde ein Experte damit beauftragt, eine einfache Melodie über eine Reihe von Tasten aufzunehmen und dabei den intelligenten Handschuh zu verwenden, um die Sequenz zu erfassen, mit der er seine Finger auf die Tastatur drückt. Anschließend wandelte ein maschinell lernender Mechanismus diese Sequenz in ein haptisches Feedback um, das dann in die Handschuhe der Studenten eingespeist wurde, damit diese den Anweisungen folgen konnten. Wenn die Hände über demselben Abschnitt schwebten, vibrierten die Aktuatoren an den Fingern entsprechend den darunter liegenden Tasten. Die Software optimiert diese Anweisungen für jeden Benutzer und berücksichtigt dabei die subjektive Ausprägung von Berührungsinteraktionen.

"Menschen führen eine Vielzahl von Aufgaben aus, indem sie ständig mit der Welt um sie herum interagieren", sagt Yiyue Luo MS '20, Hauptautorin der Studie, Doktorandin am MIT Department of Electrical Engineering and Computer Science (EECS) und CSAIL-Mitglied. "Normalerweise teilen wir diese physischen Interaktionen nicht mit anderen. Stattdessen lernen wir oft, indem wir ihre Bewegungen beobachten, wie beim Klavierspielen oder Tanzen.

"Menschen führen eine Vielzahl von Aufgaben aus, indem sie ständig mit der Welt um sie herum interagieren", sagt Yiyue Luo MS '20, Hauptautorin der Studie, Doktorandin am MIT Department of Electrical Engineering and Computer Science (EECS) und CSAIL-Mitglied. "Normalerweise teilen wir diese physischen Interaktionen nicht mit anderen. Stattdessen lernen wir oft, indem wir ihre Bewegungen beobachten, wie beim Klavierspielen oder Tanzen.

"Die größte Herausforderung bei der Vermittlung von taktilen Interaktionen besteht darin, dass jeder Mensch haptisches Feedback anders wahrnimmt", fügt Luo hinzu. "Dieses Hindernis hat uns dazu inspiriert, einen intelligenten Agenten zu entwickeln, der lernt, eine adaptive Haptik für die Handschuhe des Einzelnen zu erzeugen, und ihnen so einen praxisnahen Ansatz zum Erlernen der optimalen Bewegung vermittelt."^

Das tragbare System wird mit Hilfe eines digitalen Herstellungsverfahrens an die Spezifikationen der Hand des Benutzers angepasst. Ein Computer erstellt einen Ausschnitt auf der Grundlage der individuellen Handmaße, dann näht eine Stickmaschine die Sensoren und Haptik ein. Innerhalb von 10 Minuten ist das weiche, stoffbasierte Wearable fertig zum Tragen. Das adaptive maschinelle Lernmodell, das zunächst anhand der haptischen Reaktionen von 12 Benutzern trainiert wurde, benötigt nur 15 Sekunden an neuen Benutzerdaten, um das Feedback zu personalisieren.

In zwei weiteren Experimenten wurden Nutzern, die die Handschuhe trugen, beim Spielen von Laptop-Spielen taktile Anweisungen mit zeitabhängigem Feedback gegeben. In einem Rhythmusspiel mussten die Spieler lernen, einem schmalen, gewundenen Pfad zu folgen, um in einen Zielbereich zu gelangen, und in einem Rennspiel mussten die Fahrer Münzen sammeln und das Gleichgewicht ihres Fahrzeugs auf dem Weg zur Ziellinie halten. Das Team von Luo fand heraus, dass die Teilnehmer mit optimierter Haptik die höchste Punktzahl erreichten, im Gegensatz zu Spielern ohne und mit nicht optimierter Haptik.

"Diese Arbeit ist der erste Schritt zum Aufbau personalisierter KI-Assistenten, die kontinuierlich Daten über den Benutzer und die Umgebung erfassen", sagt der Hauptautor Wojciech Matusik, MIT-Professor für Elektrotechnik und Informatik sowie Leiter der Computational Design and Fabrication Group im CSAIL. "Diese Assistenten unterstützen sie dann bei der Ausführung komplexer Aufgaben, beim Erlernen neuer Fähigkeiten und bei der Förderung verbesserten Nutzerverhaltens."

Lebensechte Erfahrung in elektronischen Umgebungen
Bei der Fernsteuerung von Robotern fanden die Forscher heraus, dass ihre Handschuhe Kraftempfindungen auf Roboterarme übertragen können, was ihnen hilft, feinere Greifaufgaben zu erledigen. "Es ist so, als würde man versuchen, einem Roboter beizubringen, sich wie ein Mensch zu verhalten", sagt Luo. In einem Fall setzte das MIT-Team menschliche Teleoperatoren ein, um einem Roboter beizubringen, wie er verschiedene Brotsorten festhalten kann, ohne sie zu deformieren. Indem sie dem Menschen optimales Greifen beibringen, kann er die Robotersysteme in Umgebungen wie der Fertigung präzise steuern, wo diese Maschinen sicherer und effektiver mit ihren Bedienern zusammenarbeiten können."

"Die Technologie des bestickten intelligenten Handschuhs ist eine wichtige Innovation für Roboter", so Daniela Rus, Andrew (1956) und Erna Viterbi Professor für Elektrotechnik und Informatik am MIT, Direktorin des CSAIL und Autorin der Studie. "Mit seiner Fähigkeit, taktile Interaktionen mit hoher Auflösung zu erfassen, ähnlich wie die menschliche Haut, ermöglicht dieser Sensor Robotern, die Welt durch Berührung wahrzunehmen. Die nahtlose Integration von taktilen Sensoren in Textilien überbrückt die Kluft zwischen physischen Handlungen und digitalem Feedback und bietet ein enormes Potenzial für die reaktionsschnelle Steuerung von Robotern und immersives Virtual-Reality-Training."

Auch in der virtuellen Realität könnte die Schnittstelle für ein intensiveres Erlebnis sorgen. Das Tragen von intelligenten Handschuhen würde digitale Umgebungen in Videospielen mit taktilen Eindrücken versehen, so dass die Spieler ihre Umgebung ertasten könnten, um Hindernissen auszuweichen. Darüber hinaus würde die Schnittstelle in virtuellen Trainingskursen für Chirurgen, Feuerwehrleute und Piloten, bei denen es auf Präzision ankommt, eine persönlichere und berührungsbasierte Erfahrung ermöglichen.

Während diese Wearables den Nutzern eine praktischere Erfahrung bieten könnten, glauben Luo und ihre Gruppe, dass sie ihre Wearable-Technologie über die Finger hinaus erweitern könnten. Mit einer stärkeren haptischen Rückmeldung könnten die Schnittstellen Füße, Hüften und andere Körperteile führen, die weniger empfindlich sind als Hände.

Luo betonte auch, dass die Technologie ihres Teams mit einem komplexeren Agenten mit künstlicher Intelligenz auch bei komplexeren Aufgaben wie der Verarbeitung von Ton oder dem Steuern eines Flugzeugs helfen könnte. Derzeit kann die Schnittstelle nur bei einfachen Bewegungen wie dem Drücken einer Taste oder dem Ergreifen eines Objekts helfen. In Zukunft könnte das MIT-System mehr Nutzerdaten einbeziehen und besser angepasste und eng anliegende Wearables herstellen, um die Auswirkungen der Handbewegungen auf die haptischen Wahrnehmungen noch besser zu berücksichtigen.

Luo, Matusik und Rus erstellten die Studie zusammen mit dem Direktor der EECS Microsystems Technology Laboratories und Professor Tomás Palacios, den CSAIL-Mitgliedern Chao Liu, Young Joong Lee, Joseph DelPreto, Michael Foshey und Professor und Studienleiter Antonio Torralba, Kiu Wu von LightSpeed Studios und Yunzhu Li von der University of Illinois in Urbana-Champaign.

Die Arbeit wurde teilweise durch ein MIT Schwarzman College of Computing Fellowship über Google und ein GIST-MIT Research Collaboration Grant unterstützt, mit zusätzlicher Hilfe von Wistron, Toyota Research Institute und Ericsson.

Sich auf kurzfristige Gewinne zu fokussieren, ist nicht nachhaltig. Was können wir also tun, um in die richtige Richtung zu gehen? In allen Branchen die Widerstandsfähigkeit der Effizienz vorziehen.

Wir kaufen billige Produkte im Wissen, dass wir sie bald ersetzen müssen. Wir werfen gebrauchte Gegenstände weg, anstatt sie zu reparieren oder wiederzuverwenden. Arbeitgeber planen in Bezug auf finanzielle Quartale, obwohl sie hoffen, längerfristig bedeutend und stabil zu bleiben. Sogar Länder geben der kurzfristigen Wirtschaftsleistung den Vorrang und stellen das Bruttoinlandsprodukt (BIP) über jeden anderen Indikator.
 
Unsere globale Besessenheit von kurzfristiger wirtschaftlicher Effizienz - und die Frage, wie man sie überwinden kann - ist ein großes Rätsel, über das Minna Halme, Professorin für Nachhaltigkeitsmanagement, die meiste Zeit ihrer Karriere nachgedacht hat. Schon als Studentin an der Wirtschaftshochschule war sie irritiert, wie sehr sich ihr Unterricht auf kurzfristige Ziele konzentrierte.

„Es ging darum, mehr zu verkaufen, die Gewinne der Aktionäre zu maximieren, ökologisch zu wachsen - aber nicht wirklich zu fragen: Warum? Was ist der Zweck von all dem?“, so Halme.
„Selbst mir als 20-Jähriger kam das irgendwie seltsam vor.“

„Was versuchen wir hier zu tun? Versuchen wir, eine bessere Wirtschaft für alle oder für die meisten Menschen zu schaffen? Wessen Leben versuchen wir zu verbessern, wenn wir mehr unterschiedlich verpackte Joghurtsorten oder Kleidung verkaufen, die schnell unmodern ist?“

Halme hat ihre Karriere der Untersuchung dieser Fragen gewidmet. Heute ist sie eine Vordenkerin im Bereich innovativer Geschäftspraktiken und wurde unter anderem als Mitglied des finnischen Expertengremiums für nachhaltige Entwicklung und des Gremiums für globale Nachhaltigkeit der Vereinten Nationen anerkannt.

Ihr oberstes Ziel? Pionierarbeit zu leisten, zu forschen und für alternative Denkweisen einzutreten, die Werte wie langfristige wirtschaftliche Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit in den Vordergrund stellen - Alternativen, von denen sie und andere Experten glauben, dass sie allen einen dauerhaften, weitreichenden Nutzen bringen würden.
 
Wie traditionelle Indikatoren versagt haben
Ein Weg, in der unsere Vorliebe für wirtschaftliche Effizienz die Art und Weise prägt, wie wir den allgemeinen Wohlstand oder Status eines Landes messen, ist das BIP. Das ist nicht die Schuld des Erfinders des modernen Konzepts des BIP, der in den 1930er Jahren ausdrücklich davor warnte, es auf diese Weise zu verwenden.

„Das BIP war nie dazu gedacht, uns etwas über das Wohlergehen der Bürger eines Landes zu sagen", sagt Halme. Vor fünfundsiebzig Jahren war es jedoch leicht, beides miteinander zu verwechseln. Viele Länder waren eher bestrebt, ihren Wohlstand unter ihren Bürgern umzuverteilen, und Bevölkerungsumfragen zeigen, dass das BIP bis in die 1970er Jahre häufig mit dem allgemeinen Wohlstand korrelierte.

Doch mit dem Aufkommen eines zunehmend rücksichtsloseren Kapitalismus der freien Marktwirtschaft wurde dies immer weniger der Fall - und die Unzulänglichkeiten des BIP wurden umso deutlicher. „Wir befinden uns in einer Situation, in der die Verteilung des Reichtums mehr und mehr zu denjenigen wandert, die bereits über Kapital verfügen. Diejenigen, die es nicht haben, befinden sich in einer rückläufigen wirtschaftlichen Position", sagt Halme. Tatsächlich besitzen die reichsten 1 % der Weltbevölkerung heute fast die Hälfte des weltweiten Vermögens.

„Einige Regierungen, wie die finnische, berücksichtigen zwar Indikatoren für den ökologischen und sozialen Fortschritt. Aber keiner wird als so wichtig für die Entscheidungsfindung angesehen wie das BIP", sagt Halme - und das BIP gilt auch als Maßstab für den Erfolg einer Regierung. Diese Einstellung versucht Halme durch ihre Arbeit als Beraterin der finnischen Regierung zu Nachhaltigkeitspraktiken sowie durch ihre eigene Forschung zu ändern.

Wo die Industrie versagt hat
Unsere oft ausschließliche Konzentration auf die Ökonomie - und insbesondere darauf, so schnell und effizient wie möglich Gewinne zu erzielen - vermittelt kein klares Bild davon, wie es allen in einer Gesellschaft geht. Schlimmer noch, es hat die Industrie ermutigt, mit einer kurzfristigen Perspektive zu handeln, die zu längerfristigen Problemen führt.
 
Fast Fashion ist ein Beispiel dafür. Gegenwärtig sind die Lieferketten für Bekleidung - wie die der meisten Waren - linear. Die Rohstoffe kommen von einem Standort und werden Schritt für Schritt verarbeitet, in der Regel in verschiedenen Produktionsstätten auf der ganzen Welt, wobei Materialien, Energie und Transportmittel verwendet werden, die „billig“ sind, weil ihre hohen Umweltkosten nicht berücksichtigt werden.

Schließlich werden sie von einem Verbraucher gekauft, der das Produkt vorübergehend trägt, bevor er es wegwirft. Um die Gewinnspannen zu erhöhen, setzt die Branche auf schnell wechselnde Trends. Eine erschreckende Menge dieser Kleidungsstücke landet auf der Mülldeponie - einige davon, bevor sie überhaupt getragen worden sind.

Wie der COVID Lockdown gezeigt haben, ist diese Art linearer Lieferketten nicht belastbar. Und sie sind auch nicht nachhaltig.

Schätzungen zufolge ist die Modebranche derzeit die zweitgrößte Umweltverschmutzungsbranche der Welt und für bis zu 10 % aller Treibhausgasemissionen verantwortlich. Forscher der Aalto-Universität haben festgestellt, dass die Branche jährlich mehr als 92 Millionen Tonnen Deponieabfälle produziert. Bis 2030 wird ein Anstieg auf 134 Millionen Tonnen erwartet.
„Die Verringerung des CO2-Fußabdrucks der Modebranche ist nicht nur gut für die Umwelt, sondern auch für die langfristigen Aussichten der Branche selbst. Mit dieser Art von falschem Effizienzdenken untergräbt man die Grundlage unserer langfristigen Widerstandsfähigkeit sowohl für die Ökologie als auch für die Gesellschaft", sagt Halme.

Um aus dieser Falle herauszukommen, sagen sie und andere Forscher, ist ein kompletter Paradigmenwechsel erforderlich. „Es ist wirklich schwierig, nur an den Rändern zu feilen", sagt sie.
Auf dem Weg zur Resilienz

Mehrere Jahre lang erforschte und studierte Halme die ökologische Effizienz und suchte nach Möglichkeiten, wie Unternehmen mehr Produkte mit weniger Umweltbelastungen herstellen könnten. Doch allmählich wurde ihr klar, dass dies nicht die Antwort ist. Obwohl die Unternehmen durch Innovationen effizientere Produkte und Technologien entwickeln konnten, stieg ihr absoluter Verbrauch an natürlichen Ressourcen weiter an.

„Ich begann zu denken: Wenn nicht Effizienz, was dann?", sagt Halme. Sie erkannte, dass die Lösung in der Resilienz liegt, d. h. in der Förderung von Möglichkeiten, wie Systeme, einschließlich der Umwelt, in der Zukunft fortbestehen und sich sogar regenerieren können, anstatt sie in der Gegenwart weiter zu schädigen.
Die Lösung ist nicht „mehr von allem“, auch nicht von „nachhaltigen“ Materialien. Es ist weniger.

„Die einzige Möglichkeit, Fast Fashion zu verbessern, ist, sie zu beenden“, schreiben Halme und ihre Mitautoren. Das bedeutet, dass Kleidung so gestaltet werden muss, dass sie lange hält, dass Geschäftsmodelle die Wiederverwendung und Reparatur erleichtern und dass dem Upcycling Vorrang eingeräumt wird. Auch die Recyclingsysteme müssen überarbeitet werden, um festzustellen, wann ein Kleidungsstück wirklich ausgedient hat - insbesondere im Hinblick auf synthetische Mischfasern, die schwer zu trennen und abzubauen sind.

Dies würde die derzeitige Konzentration auf kurzfristige Einnahmen über den Haufen werfen. Und, so Halme, dies ist ein weiteres Beispiel dafür, dass wir bessere Möglichkeiten brauchen, um den Erfolg dieser Branchen zu messen, indem wir Faktoren wie Belastbarkeit und Nachhaltigkeit berücksichtigen - und nicht nur kurzfristige Gewinne.
Und obwohl jeder Einzelne etwas bewirken kann, müssen diese Veränderungen letztlich von der Industrie ausgehen.

„Textilien sind ein gutes Beispiel, denn wenn sie schnell kaputt gehen und man keine Reparaturwerkstatt in der Nähe hat oder wenn die Stoffe von so schlechter Qualität sind, dass es keinen Sinn macht, sie zu reparieren, dann ist das für die meisten Menschen ein zu großer Aufwand“, sagt Halme. Die meisten Lösungen sollten also von der Unternehmensseite kommen. Und das Ziel sollte sein, es den Verbrauchern sowohl modisch als auch einfach zu machen, ökologisch und sozial nachhaltige Entscheidungen zu treffen.
 
Was ist erforderlich?
Die ultimative Herausforderung, sagt Lauri Saarinen, Assistenzprofessor an der Aalto der Aalto-Universität für Wirtschaftsingenieurwesen, ist die Frage, wie man zu einem nachhaltigeren Modell gelangt und gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen erhält. Aber er glaubt, dass es Möglichkeiten gibt.

„Eine Möglichkeit besteht darin, die Produktion lokal zu halten. Wenn wir mit der kostengünstigen Offshore-Fertigung konkurrieren, indem wir die Dinge vor Ort und in einem geschlossenen Kreislauf herstellen, dann haben wir den doppelten Vorteil, indem wir lokal Arbeitsplätze schaffen und uns in Richtung einer nachhaltigeren Lieferkette bewegen“, sagt Saarinen. Wenn beispielsweise Kleidung näher am Verbraucher produziert würde, wäre es einfacher, Kleidungsstücke zur Reparatur zurückzuschicken oder gebrauchte Artikel zurückzunehmen und weiterzuverkaufen.

Lokale Produktion ist ein weiteres Beispiel dafür, dass wir die Methode, mit der wir den gesellschaftlichen Erfolg messen, neu überdenken müssen. Schließlich scheinen Outsourcing und Offshoring zugunsten einer billigeren Produktion kurzfristig die Kosten zu senken, aber dies geschieht zu Lasten dessen, was nach Ansicht von Halme und anderen Experten wirklich wichtig ist: eine längerfristige wirtschaftliche Tragfähigkeit, Widerstandsfähigkeit und Nachhaltigkeit. Es ist nicht einfach, zu dieser Art von Denken überzugehen. Dennoch sehen Saarinen und Halme vielversprechende Signale.
 
Für Finnland verweist Halme beispielsweise auf das Start-up-Unternehmen Menddie, das es leicht und bequem macht, Kleidungsstücke zum Reparieren oder Ändern wegzuschicken. Sie hebt auch die Bekleidungs- und Lifestyle-Marke Marimekko hervor, die ihre gebrauchten Kleidungsstücke in einem Online-Secondhand-Shop weiterverkauft, sowie das Label Anna Ruohonen, ein Konzept für Maßanfertigungen und Kunden auf Abruf, bei dem keine überschüssigen Kleidungsstücke entstehen.

Genau diese Art von Projekten findet Halme interessant - und sie hofft, mit ihrer Arbeit sowohl für diese zu werben als auch Pionierarbeit zu leisten.
„Momentan haben diese Veränderungen noch nicht zu einer echten Transformation geführt“, sagt sie. Auf globaler Ebene sind wir noch weit von einem echten Wandel hin zu längerfristiger Resilienz entfernt. Aber das könne sich, wie sie betont, schnell ändern. Schließlich hat sich das in der Vergangenheit auch bereits geändert: „Man muss sich nur ansehen, was uns hierhergebracht hat.“

„Das Streben nach Wirtschaftswachstum wurde in relativ kurzer Zeit - nur über etwa sieben Jahrzehnte - zu einem so dominanten Schwerpunkt“, sagt sie. Der Wandel hin zu einer längerfristigen Resilienz ist durchaus möglich. Wissenschaftler und Entscheidungsträger müssen nur ihr Hauptziel auf langfristige Widerstandsfähigkeit umstellen. Die Kernfrage ist, ob unsere mächtigsten Wirtschaftsakteure klug genug sind, dies zu tun.
 
Im Rahmen ihrer Forschung hat Halme Projekte geleitet, die Pionierarbeit für die Art von Veränderungen leisten, die die Modeindustrie vornehmen könnte. Gemeinsam mit ihrer Aalto-Kollegin Linda Turunen hat sie beispielsweise kürzlich ein Messverfahren entwickelt, mit dem die Modeindustrie die Nachhaltigkeit eines Produkts klassifizieren könnte. Dabei wird gemessen, wie haltbar das Produkt ist, wie leicht es recycelt werden kann und ob bei der Herstellung gefährliche Chemikalien verwendet werden - was den Verbrauchern bei der Kaufentscheidung helfen könnte. Ihre Kollegen haben vor kurzem eine Ausstellung kuratiert, in der gezeigt wurde, was wir in einer nachhaltigen Zukunft tragen könnten, z. B. eine Lederalternative, die aus weggeworfenen Blumenstecklingen hergestellt wird, oder modulare Designs, mit denen ein und dasselbe Kleidungsstück mehrfach verwendet werden kann, indem z. B. ein Rock in ein Hemd verwandelt wird.

Da all dies längerfristiges Denken, Innovation und Investitionen erfordert, ist die Industrie zurückhaltend, diese Veränderungen vorzunehmen, sagt Halme. Eine Möglichkeit, die Industrie zu einem schnelleren Wandel zu bewegen, ist die Regulierung. In der Europäischen Union beispielsweise müssen Unternehmen mit mehr als 500 Mitarbeitern aufgrund einer aktualisierten Reihe von Richtlinien nun über eine Reihe von Faktoren der Unternehmensverantwortung Bericht erstatten, die von den Auswirkungen auf die Umwelt bis zur Behandlung der Mitarbeiter reichen. Diese Vorschriften werden nicht nur dazu beitragen, Verbraucher, Investoren und andere Interessengruppen über die Rolle eines Unternehmens bei globalen Herausforderungen zu informieren. Sie werden auch dazu beitragen, Investitionsrisiken zu bewerten und abzuwägen, ob ein Unternehmen die notwendigen Maßnahmen ergreift, um langfristig finanziell stabil zu sein.

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.“

Fraunhofer-Forschenden ist es gelungen, aus bioresorbierbarem Kieselgel Renacer® eine elektroversponnene Membran herzustellen, die weder zell- noch gentoxisch ist. Diese Matrix ahmt Faserstrukturen nach, die im Bindegewebe vorkommen. Sie eignet sich daher insbesondere für regenerative Anwendungen, etwa für eine bessere Wundheilung.
 
Die Behandlung großflächiger sowie innerer Wunden ist eine Herausforderung und kann äußerst langwierig sein. Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC und des Fraunhofer-Instituts für Toxikologie und Experimentelle Medizin ITEM haben für diesen Anwendungsbereich eine bioresorbierbare Membran entwickelt, die die Wundheilung unterstützt und sich vollständig im Körper zu einer natürlichen Substanz biologisch abbaut.

Basis für die neuartige Membran ist ein am Fraunhofer ISC entwickeltes Faservlies, das für die Regeneration von chronischen Wunden, wie dem diabetischen Fuß, bereits medizinisch zugelassen ist. Das Material löst sich im Verlauf der Wundheilung nach sechs bis acht Wochen vollständig auf. Den Faserdurchmesser von 50 Mikrometer konnten die Forschenden um mehr als das 50fache verringern, sodass die Fasern nun Durchmesser von weniger als einem Mikrometer aufweisen. Dabei wendete das Team die Methode des Elektrospinnens an. Auf diese Weise konnten die Forschenden ein Kieselgelsol zu einer engmaschigen Kieselgelmembran aus Fasern mit einem Durchmesser von ca. einem Mikrometer verspinnen. Teilweise erzielten sie sogar Durchmesser von lediglich 100 Nanometern. »Diese Fasersysteme ahmen die extrazelluläre Matrix, also Faserstrukturen, die im Bindegewebe vorkommen, im Körper nach und werden von humanen Zellen sehr gut zur Regeneration angenommen. Sie verursachen keine Fremdkörperreaktionen und keine inneren Vernarbungen. Die neuartige Kieselgelmembran setzt nur ein Degradationsprodukt frei, die Monokieselsäure, die im Körper regenerierend wirkt und das Schließen von Wunden fördert«, erläutert Dr. Bastian Christ, Wissenschaftler am Fraunhofer ISC in Würzburg. Mit seinen Kolleginnen und Kollegen kümmerte er sich um die Synthese und die Verarbeitung des Materials.
 
»Während das ursprüngliche Faservlies aus 50 Mikrometer dicken Fasern von außen in eine chronische Wunde eingebracht wird, eignet sich das dünnere Faservlies auch für innere Anwendungen. Füllmaterial, das für Knochendefekte im Kiefer genutzt wird, könnte theoretisch damit abgedeckt werden, um so die Wundheilung zu beschleunigen«, beschreibt Dr. Christina Ziemann, Wissenschaftlerin am Fraunhofer ITEM und für die biologische Evaluierung des Materials zuständig, eine von vielen Einsatzmöglichkeiten. »Prinzipiell lässt sich die Membran im Körper mit bioabbaubaren Klebstoffen verkleben.«

Material ist weder zell- noch gentoxisch
Mittels eines Konfokalmikroskops, eines speziellen Lichtmikroskops, konnte gezeigt werden, dass die engmaschige Membran, die als Demonstrator vorliegt, über eine Barrierefunktion verfügt, die den Durchtritt von Bindegewebszellen über die Dauer von mindestens sieben Tagen verhindert, ohne die Zellen generell vom Wachstum abzuhalten. Darüber hinaus ist die Membran resorbierbar und weist keine Zyto- oder Gentoxizität auf, sie verursacht also weder direkte Schäden am Gewebe noch an der DNA.

Faserdurchmesser und Maschenweite beeinflussen das Verhalten der Zellen
Für die Anwendung als Adhäsionsbarriere, um postoperative Verwachsungen und Narbenbildung zu vermeiden, wurde ein dünner Faserdurchmesser mit dünnen Maschen gewählt, sodass nur Nährstoffe das Faservlies passieren konnten – jedoch keine Bindegewebszellen. Bei einem Faserdurchmesser von einem Mikrometer und entsprechend weiteren Maschen hingegen wachsen die Zellen in das Fasergeflecht ein, vermehren sich dort und wirken regenerierend auf das umliegende Gewebe. »Durch Einstellen der Materialeigenschaften wie Faserdurchmesser und Maschenweite können wir das Verhalten der Zellen wunschgemäß beeinflussen«, sagt Christ. Für das Verspinnen der Fasern werden die erforderlichen Anlagen am Fraunhofer ISC anwendungsgerecht und kundenspezifisch konstruiert. Auch die Form und Größe der Faservliese lassen sich kundenspezifisch anpassen.

Im Gegensatz zur Membran, die direkt nach dem Aufbringen aufgrund ihrer offenmaschigen Natur einen Nährstofftransport, nicht aber einen Zelldurchtritt erlaubt, ermöglichen viele am Markt erhältliche Produkte einen derartigen Stofftransport oft erst nach der Biodegradation, bzw. nach beginnender Degradation. Eine schnelle und effektive Wundheilung ist aber nur möglich, wenn das verwundete Gewebe ausreichend mit Nährstoffen versorgt wird. Gleichzeitig müssen Stoffwechselprodukte abtransportiert werden, was durch die offene Maschenstruktur der Kieselgelmembran gefördert wird.

Membran mit anorganischem Charakter
Ein weiterer Vorteil: Die Renacer®-Membran löst sich vollständig auf und zersetzt sich fast pH-neutral zu untoxischer Monokieselsäure, die einzige wasserlösliche Form von Kieselsäuren. Sie ist nativ im Körper vorhanden und stimuliert nachweislich den Bindegewebsaufbau in der Haut und den Knochenaufbau. Über solche Eigenschaften verfügen bislang erhältliche Produkte nicht. Viele biodegradierbare Materialien lösen sich zu organischen Säuren, wie Milchsäure oder Glykolsäure, auf. Dadurch können lokale Übersäuerungen im Gewebe entstehen und diese dann entzündliche Reaktionen des Immunsystems auslösen. »Unsere Tests haben gezeigt, dass auch das Auflösungsprodukt, die Monokieselsäure, nicht toxisch und komplett zellverträglich ist«, so Ziemann. »Die Membran zersetzt sich zu einem einzigen Molekül – der Monokieselsäure.«

Fasern als Wirkstoffdepot
Darüber hinaus können Wirkstoffe in das Faservlies integriert werden, die mit der Auflösung des Materials freigesetzt werden. »Während der Resorption könnte beispielsweise ein Antibiotikum auf eine Wunde im Körper abgegeben werden, damit sich keine Bakterienherde bilden können«, erläutert Christ. Am Fraunhofer ISC wird im BMBF-geförderten Projekt »GlioGel« geprüft, ob sich die Renacer®-Materialplattform als Wirkstoffdepot zur Behandlung von Hirntumoren eignet.
Quelle: Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

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.

• 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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Info »Scrap SeRO«

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

Konsortium:

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

„Man reißt kein Haus ab, bevor das neue bezugsfertig ist.“

Textination sprach mit dem Geschäftsführer der Industrievereinigung Chemiefaser e.V., Dr. Wilhelm Rauch über seine Einschätzung zur Zeitenwende, der sich die Chemiefaserindustrie aktuell stellen muss. Wo liegen die Risiken und Bedrohungen, was muss sich ändern, um weiterhin ein wettbewerbsfähiger Player auf dem globalen Markt zu bleiben.

US-Präsident Joe Biden hat seinen russischen Amtskollegen Wladimir Putin im Zusammenhang mit dem Einmarsch in die Ukraine als Kriegsverbrecher bezeichnet. Das höchste Gericht der Vereinten Nationen, der Internationale Gerichtshof in Den Haag, hat angeordnet, dass Russland den Krieg gegen die Ukraine sofort beenden muss. Wie bewerten Sie persönlich das Verhalten Russlands?
Dr. Rauch: Mit familiären Wurzeln im Rheinland, Mittel- und Ostdeutschland bin ich in einer Zeit aufgewachsen, wo als Folge der Teilung Europas Familien getrennt und mitten in Deutschland Menschen skrupellos erschossen wurden, die die innerdeutsche Demarkationslinie in Richtung Westen übertreten wollten. Der Fall des Eisernen Vorhangs führte uns seit 1989 in einen Zeitraum, der mehr als 30 Jahre andauerte und uns zumindest in Europa eine Ära des friedlichen Miteinanders der großen Machtblöcke, intensiver Handelsbeziehungen und prosperierender Staaten erleben ließ.

Heute mit ansehen zu müssen, wie seitens Russlands versucht wird, in Europa das Rad der Geschichte mit einer Brutalität zurückzudrehen, welche die jüngste in Europa aufgewachsene Generation bislang glücklicherweise nicht erleben musste, ist mehr als schockierend und ruft schlimmste Erinnerungen an die Zeit des kalten Krieges wach, von der jeder hoffte, sie kehrt niemals wieder. Wenn heute in der Ukraine sogar Anlagen zur friedlichen Nutzung der Kernenergie beschossen werden, ist eine Dimension erreicht, die man nicht weiter extrapolieren möchte. Neben dem verursachten unsäglichen menschlichen Leid, das wir durch die Aufnahme von ukrainischen Flüchtlingen nur ansatzweise mildern können, wird langfristig jegliches Vertrauen in politische Zusagen verspielt, das aber sowohl für eine friedliche Koexistenz als auch für eine wirtschaftliche Zusammenarbeit essentiell ist. Wir stehen vor einer Neuordnung der Welt, in der man Lieferbeziehungen und Abhängigkeiten mit bzw. von autokratischen Staaten sehr viel sensibler für jeden Einzelfall bewerten muss.

Die wirtschaftlichen Folgen des Russland-Ukraine-Konflikts werden immer deutlicher. Der Deutsche Industrie- und Handelskammertag (DIHK) korrigiert seine Prognose für 2022, sieht aber noch keine Rezession. Mit welchen Erwartungen sehen Sie für die Branche auf das aktuelle Wirtschaftsjahr?
Dr. Rauch: Die zurückliegenden zwei Jahre der SARS-CoV-2-Pandemie durchlief die Chemiefaserindustrie mit großen Blessuren. Geplante Investitionen wurden zunächst zurückgestellt und dann endgültig aufgegeben. Bis zum Ende des Jahres 2022 werden im Vergleich zum Jahr 2019 drei Chemiefaserproduzenten ihre Tore in Deutschland schließen. In das laufende Jahr startete die Branche sehr hoffnungsvoll, wenngleich die bisherigen Themen wie REACH und vor allem Energiekosten bereits vor dem Russland-Ukraine-Krieg in Schärfe zunahmen. Die wirtschaftlichen Folgen des Krieges werden sich sowohl direkt in Form gestiegener Energiepreise als auch indirekt durch Veränderungen der internationalen Wettbewerbsbedingungen negativ auswirken.

Was bedeuten der Krieg in der Ukraine und die wirtschaftlichen Sanktionen gegen Russland für die vorgelagerten Lieferketten der Chemiefaserindustrie?
Dr. Rauch: Die unmittelbaren vorgelagerten Lieferketten werden von diesem Krieg zunächst kaum beeinträchtigt. Wir müssen aber damit rechnen, dass Lieferketten in anderen Industrien gestört werden. Wenn z. B. bestimmte Rohstoffe oder Erzeugnisse nicht mehr zur Verfügung stehen, kann das angefangen von der Logistik (Mobilität) bis hin zu Komponenten in produktionstechnischen Anlagen spürbar werden. Als Beispiel sei hier die Verfügbarkeit von Kabelbäumen erwähnt werden, die bislang in der Ukraine hergestellt wurden und in vielen elektronischen Bauteilen für die Chemiefaserproduktion unabdingbar sind.

Welche Relevanz haben die Ukraine und Russland als Absatzmärkte für die IVC-Mitgliedsunternehmen?
Dr. Rauch: Nimmt man das letzte Jahr vor Ausbruch der SARS-CoV-2-Pandemie als Bezugsjahr, so machen die Exporte in die Ukraine und in die Russische Föderation ca. 1,6 % des Gesamtexportes an Chemiefasern aus Deutschland aus. Ein Ausfall dieser Abnahmeländer ist im Mittel verkraftbar, wobei man nicht vergessen darf, dass im Einzelfall - je nach Produktportfolio einer Firma - durchaus spürbare Belastungen auftreten können. Blickt man über den Tellerrand hinaus, so sind nicht nur die direkten Exporte an Chemiefasern in die Kriegsregion von Bedeutung, sondern auch Lieferungen von Erzeugnissen, in denen Chemiefasern verarbeitet werden. Hier gibt es nun unterbrochene Lieferbeziehungen, die Auftragsverluste für die Chemiefaser-branche nach sich ziehen.

Bestimmte Industriezweige sind von den Folgen besonders betroffen - was bedeutet das für die Chemiefaserbranche als Zulieferindustrie?
Dr. Rauch: Überall dort, wo entlang der nachgeschalteten Wertschöpfungskette Produktionen zurückgefahren werden, in denen Chemiefasern Einsatz fanden, wird man die Auswirkungen mit zeitlichem Versatz spüren. Das betrifft z.B. Lieferungen in den Automobilbereich, wenn dort wegen fehlender aus der Ukraine stammender Komponenten die Neuwagenproduktion stockt.

Wie wirken sich die explodierenden Energiepreise und das Gasembargo bei den Chemiefaserproduzenten im DACH-Gebiet aus?
Dr. Rauch: Die europäischen Energiekosten lagen bereits vor dem Russland-Ukraine-Krieg auf einem Niveau, das unseren Mitgliedern schwer zusetzte. So stiegen z. B. die europäischen Gaskosten aufgrund der Kriegshandlungen aktuell um das Zehnfache von ca. 12 EUR/MWh auf ca. 120 EUR/MWh, in den USA „nur“ um das Zweieinhalbfache von ca. 8 EUR/MWh auf ca. 18 EUR/MWh. Ähnlich verhält es sich mit den Strompreisen speziell in Deutschland, die ausgehend von einem ohnehin schon hohen Niveau ebenfalls um den Faktor 10 angestiegen sind. Weitere Preissteigerungen in Europa sind nicht ausgeschlossen, sondern eher wahrscheinlich. Vorgenommene moderate Anpassungen der Chemiefaserpreise stellen vor diesem Hintergrund nur den Tropfen auf den heißen Stein dar. Eine Marktentwicklung mit quasi explodierenden Energiekosten kann keine Firma seriös abbilden oder kostendeckend einpreisen.

Was halten Sie als Industrieverband der Chemiefaserindustrie von "Freeze for Peace" bzw. einem Stopp aller russischen Gas- und Rohstoff-Importe?
Dr. Rauch: Wir haben uns speziell in Deutschland entgegen aller internationalen Warnungen bewusst in eine Abhängigkeit von russischem Gas begeben, indem wir dieses als notwendig für die Brückentechnologie der Stromerzeugung definierten, die wir nach dem Abschalten der kohle– und nuklearbasierten Kraftwerke benötigen, bevor die Verfügbarkeit einer ausreichenden Menge an sog. „grüner“ Energie gesichert ist. Auch wird Gas zu Heizzwecken und als Rohstoff benötigt, nimmt also die Funktion eines Allrounders ein.

Ein boykottbedingter Importstopp hätte nicht nur gravierende negative Folgen für die Chemiefaserbranche, sondern für die gesamte deutsche Industrie und die meisten privaten Haushalten. Wie ich eingangs erwähnte, ist es ein Gebot der Stunde, durch die Aufnahme ukrainischer Flüchtlinge dazu beizutragen, menschliches Leid zu lindern. Damit ist die Krise aber nicht ausgestanden. Es muss davon ausgegangen werden, dass die Kriegssituation nicht kurzfristig gelöst wird. Zur Bewältigung einer langanhaltenden Krisensituation muss aber unsere Wirtschaftskraft erhalten bleiben, um die anstehenden Herausforderungen stemmen zu können. Ein Importstopp wäre in dieser Hinsicht kontraproduktiv. Nachdem aufgrund der jüngsten Entwicklungen die Gaslieferungen nunmehr mit Rubel bezahlt werden sollen, besteht vielmehr die Gefahr, dass Russland seinerseits die Gaslieferungen stoppt. In ihrer Wirkung unterscheiden sich beide Szenarien nicht. Das Einzige was sicher ist, ist die Tatsache, dass die Verfügbarkeit von russischem Gas für Europa nicht mehr sicher ist. Letztendlich wird durch die russische Forderung der Umstellung des Zahlungsverkehrs auf Rubel, die nicht nur die Aufwertung des Rubels zum Ziel hat, deutlich, dass Russland nicht auf Europa als Abnehmer seines Gases angewiesen ist. Damit liefe ein „Freeze for Peace“ ins Leere. Im fernen Osten sitzt bereits ein potentieller Abnehmer russischen Gases, um es günstig und sicher zu beziehen und der zudem ein großer Wettbewerber der europäischen Chemiefaserindustrie ist: China.

Sind Abkommen mit den Vereinigten Arabischen Emiraten und Katar eine gute Ersatzlösung für Gas- und Öl-Lieferungen aus Russland?
Dr. Rauch: Es geht nicht um die Wertung einer Maßnahme im Sinn von gut oder schlecht, sondern darum, ob sie in dieser speziellen Situation geeignet erscheint, einseitige Abhängigkeiten von einem Aggressor zu vermindern, bevor nachhaltige Lösungen in ausreichender Menge zur Verfügung stehen. Insofern sollte es bei den auf Realisierbarkeit zu prüfenden Maßnahmen zunächst keine ideologischen Barrieren geben. Die nach sicherlich sorgfältiger politischer Prüfung mit den Vereinigten Arabischen Emiraten und Katar abgeschlossenen Verträge sind Einzelfallentscheidungen und stellen nur einen Mosaikstein unter vielen dar.

Passt der Ausspruch „zuerst hatten wir kein Glück, dann kam auch noch Pech dazu" - auf die gegenwärtige ökonomische Performance der Branche - oder: wie beurteilen Sie in dieser Beziehung den Einfluss der Corona-Pandemie und den der Kriegssituation?
Dr. Rauch: Sowohl die SARS-CoV-2-Pandemie als auch der Russland-Ukraine-Krieg sind Ereignisse mit globalem Charakter. Während erstere alle Staaten früher oder später gleichermaßen erfasste, muss die Bewertung der Auswirkungen des Russland- Ukraine-Krieges differenzierter erfolgen. Die Kriegsfolgen treffen vor allem Firmen in Europa, und dort insbesondere die Staaten, die sich - wie vorgehend erwähnt – wie Deutschland in einseitige Abhängigkeiten begeben haben. Das ist keine Besonderheit für die Chemiefaserindustrie. Auch wenn man mit anderen Industriezweigen viele Leidensgenossen hat, verbessert dass die Lage natürlich nicht.

Was wünscht sich die Industrie künftig von den politisch Verantwortlichen in Berlin und Brüssel?
Dr. Rauch: Die Wunschliste lässt sich an wenigen Kernelementen verankern:
Wir benötigen langfristig eine Energie- und Rohstoffversorgung, die nicht auf Abhängigkeiten von wenigen und zudem autokratischen Staaten basiert. Auf dem Weg dorthin sind vor dem Hintergrund des Russland-Ukraine-Krieges bisherige Ausstiegsszenarien aus Kohle- und Kernenergie hinsichtlich ihrer Zeitachse vorurteilsfrei zu überdenken. Oder etwas prägnanter ausgedrückt: Man reißt kein Haus ab, bevor das neue bezugsfertig ist.

Aber auch Energien aus nachwachsenden Rohstoffen müssen zu Preisen angeboten werden, welche die globale Wettbewerbsfähigkeit erlauben. Die chemische Industrie hat hierfür gemäß einer Studie der DECHEMA und FutureCamp einen Preis von 4 ct/kWh ermittelt (inkl. aller Abgaben und Gebühren). Davon sind wir heute meilenweit entfernt.

Die Revision von REACH darf nicht zu weiterer Bürokratie und zu Auflagen führen, die Kapazitäten in den Firmen bindet. Wir benötigen in Europa nicht die Ausgestaltung des i-Tüpfelchens auf der Maslowschen Bedürfnispyramide, sondern müssen Sorge dafür tragen, dass wir die Pyramidenstufen nicht schrittweise nach unten rutschen und das i-Tüpfelchen ohne „i“ in der Luft schwebt.

Die europäische Kommission muss die europäische Industrie und mit ihr die Chemiefaserbranche verstärkt als Problemlöser erkennen. Chemiefasern sind als Erzeugnisse für die Energiewende (Rotorblätter von Wundkraftanlagen), Leichtbau in der Mobilität (Leichtbaukarosserien im Verbundsystem), nachhaltigem Straßenbau (Geotextilien zur Verstärkung der Fahrbahn und Erhöhung deren Lebensdauer), Reduzierung von stahlbewehrtem Beton und damit Zement, Sand sowie Kies (Bewehrung mit hochzugfesten Chemiefasern) und Medizinprodukten (medizinische Masken, Verbandmaterialien, Stents) unerlässlich.

Wir brauchen in Europa wieder mehr Marktwirtschaft und keine kleinteiligen Vorschriften, die immer wieder angepasst werden und zu einem undurchdringbaren Dickicht wuchern.

Bei allen vorgenannten Wünschen an die Politik lassen Sie mich abschließend mit Blick auf die aktuelle Lage noch folgendes erwähnen: 1961 standen sich nach dem Berliner Mauerbau russische und amerikanische Panzer am Checkpoint Charlie in einer Entfernung von weniger als 50 m schussbereit gegenüber.

Ein Jahr später, im Oktober 1962, trafen in der Kubakrise nuklear ausgerüstete amerikanische und russische Marineeinheiten direkt aufeinander. Sowohl John F. Kennedy als auch Nikita S. Chruschtschow – erbitterte Rivalen im Wettstreit der politischen Systeme – waren seinerzeit besonnen genug, die Situation nicht eskalieren zu lassen.

Aktuell wünsche ich von unseren Politikern national, europäisch und transatlantisch unbedingte Entschlossenheit im Auftritt zur Verteidigung unserer freiheitlich demokratischen Werte, aber ich appelliere auch an alle Politiker weltweit, unbedingt einen der grundlegenden Erkenntnisse Albert Einsteins zu beherzigen: “I don’t know what weapons will be used in the Third World War. But I can tell you what they’ll use in the Fourth – rocks!”

Das Netzwerk für die Entwicklung von faserbasierten Werkstofftechnologien für Anwendungen in der Medizin und im Sport wird für weitere zwei Jahre aus Mitteln des Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) gefördert.

Einen entsprechenden Antrag hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Dezember 2021 bewilligt. Damit werden bis Juni 2023 weiterhin Fördermittel für die Entwicklung von innovativen Funktionsfasern, smarten Textilien und anwendungsoptimierten Faserverbundmaterialien zur Verfügung gestellt und die technologische Wettbewerbsfähigkeit und Innovationskraft von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) gestärkt.

Hierfür bündelt das Innovationsnetzwerk FIMATEC Kompetenzen aus unterschiedlichen ingenieurs- und naturwissenschaftlichen Fachrichtungen mit kleinen und mittelständischen Herstellern und Dienstleistern aus den Zielbranchen in Medizin und Sport (z. B. Orthopädie, Prothetik, Chirurgie, Smarte Textilien) sowie Akteuren der Textil- und Kunststoffbranche zusammen. 

Diese interdisziplinäre Zusammensetzung aus industriellen Partnern sowie anwendungsnahen Forschungseinrichtungen erhöht die Wettbewerbsfähigkeit und ermöglicht den Akteuren, ihre technischen Forschungs- und Entwicklungsvorhaben schnell und zielgerichtet zu realisieren. Im Mittelpunkt für die gemeinsamen F&E-Vorhaben der Unternehmen und Forschungseinrichtungen stehen die Entwicklung innovativer Materialien und effizienter Fertigungstechnologien.        
          
Faserbasierte Materialien sind aus vielen Anwendungen in der Medizin und im Sport nicht mehr wegzudenken. Als reine Faser, verarbeitet zum Textil oder als Faserverbundkunststoff bieten sie eine nahezu beliebige Vielfalt zur Einstellung von Eigenschafts- und Funktionsprofilen. Dabei steigen die Anforderungen an Funktionsumfang, Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit stetig, sodass ein großes Potential für Innovationen vorhanden ist. Die Entwicklungen werden dabei zum einen durch neue Materialien und Fertigungsverfahren, zum anderen durch innovative Anwendungen getrieben. Produkte mit neuen und überlegenen Funktionen schaffen einen technologischen Vorsprung gegenüber der internationalen Konkurrenz und ermöglichen höhere Verkaufserlöse. Darüber hinaus führen effiziente Verfahren, anwendungsoptimierte Materialien oder auch die Funktionsintegration in die Grundstruktur textiler Werkstoffe perspektivisch zu geringeren Produktionskosten und verbesserten Vermarktungsmöglichkeiten.
Für Entwicklungen in diesem Kontext haben sich die Partner im Innovationsnetzwerk fimatec zusammengeschlossen und bündeln so ihre Kompetenzen. Innerhalb des Netzwerkes werden auf diese Weise zu den nachfolgenden Themenbereichen gemeinsam innovative Materialien und Verfahren entwickelt und in zukunftsweisenden Produkten und Dienstleistungen erprobt:

• Funktionsfasern
  Innovative Fasermaterialien mit integrierten Funktionalitäten.    
• Preforming
  Hochgradig lastpfadoptimierte Faserorientierungen für komplexe Faserverbundbauteile.    
• Smarte Textilien
  Textilbasierte Sensorik und Aktorik.
• Hybride Werkstoff- und Fertigungstechnologien
  Anwendungsoptimierte Bauteile durch technologieübergreifende Lösungsansätze.    
• Faserverbundwerkstoffe
  Intelligente Matrixsysteme und funktionsoptimierte Fasermaterialien.    
• Faserverstärkter 3D-Druck
  Hochqualitative additive Fertigungsverfahren für die effiziente Herstellung individualisierter Produkte.

 
17 Netzwerkpartner forschen an faserbasierten Werkstoffen für Medizin- und Sporttechnik
Aktuell sind zehn Unternehmen und sieben Forschungseinrichtungen an FIMATEC beteiligt. Interessierte Unternehmen und Forschungseinrichtungen sowie potenzielle Anwender können weiterhin an dem Kooperationsnetzwerk oder F&E-Projekten partizipieren. Im Zuge der Mitgliedschaft werden die Partner aktiv bei der Identifizierung und Initiierung von Innovationsprojekten sowie der Sicherstellung von Finanzierungen durch Fördermittelakquise unterstützt.

Ziel des bereits bewilligten Projektes „CFKadapt“ ist die Entwicklung eines thermoformbaren Faser-Kunststoff-Verbundmaterials für optimal adaptierbare orthopädische Hilfsmittel wie Prothesen und Orthesen. Im Projekt „Modul3Rad“ wollen die Projektpartner ein modulares Leichtbau-Rahmensystem für den Aufbau von nutzerfreundlichen, alltagstauglichen Therapiedreirädern für schwer- und schwerstbehinderte Kinder entwickeln. Drei weitere Kooperationsvorhaben sind bereits in der Planung.

Der Technologie- und Wissenstransfer ermöglicht insbesondere kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) den Zugang zu technologischer Spitzenforschung, besonders diesen bleibt der Zugang zu Innovationen oftmals aufgrund des Fehlens eigener Forschungsabteilungen versagt. Die IWS GmbH hat das Netzwerkmanagement für FIMATEC übernommen und unterstützt die Partner von der ersten Idee über die Suche nach passenden Projektpartnern bis zur Ausarbeitung und Koordination von Förderanträgen. Angestrebt wird eine Förderung durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM), das Unternehmen in Kooperation mit Forschungseinrichtungen Fördermöglichkeiten für eine breite Palette an technischen Innovationsvorhaben bietet.

FIMATEC-Netzwerkpartner
all ahead composites GmbH | Veitshöchheim | www.bike-ahead-composites.de
Altropol Kunststoff GmbH | Stockelsdorf | www.altropol.de
Diondo GmbH | Hattingen | www.diondo.com
Mailinger innovative fiber solutions GmbH | Sontra | www.mailinger.de
Sanitätshaus Manfred Klein GmbH & Co. KG | Stade | www.klein-sanitaetshaus.de
STREHL GmbH & Co KG | Bremervörde | www.rehastrehl.de
WESOM Textil GmbH | Olbersdorf | www.wesom-textil.de
Faserinstitut Bremen e.V. (FIBRE) | www.faserinstitut.de
E.F.M. GmbH | Olbersdorf | www.efm-gmbh.de
REHA-OT Lüneburg Melchior und Fittkau GmbH | Olbersdorf | www.rehaot.de
Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM | Bremen | www.ifam.fraunhofer.de
Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. (IPF) | www.ipfdd.de
Institut für Polymertechnologien Wismar e.V. (IPT) | www.ipt-wismar.de
Institut für Verbundwerkstoffe GmbH | Kaiserslautern | www.ivw.uni-kl.de
Assoziierte Netzwerkpartner
9T Labs AG | Zürich, Schweiz | www.9tlabs.com
Fachhochschule Nordwestschweiz, Institut für Kunststofftechnik (FHNW) | www.fhnw.ch
KATZ - Kunststoff Ausbildungs- und Technologie-Zentrum | Aarau, Schweiz | www.katz.ch