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Smarte Textilien

Smarte Textilien sind in der Medizin, im Sport oder im Rettungswesen nicht mehr wegzudenken. Viele dieser Hightech-Textilien werden in der Forschungsanstalt Empa im Westen der Stadt St.Gallen entwickelt.

Ein Feuerwehrmann ist in einem brennenden Gebäude im Einsatz. Plötzlich beschleunigt sich seine Atmung und der Puls beginnt zu rasen. Doch weil der Feuerwehrmann ein T-Shirt mit integrierten Sensoren trägt, bemerkt der Einsatzleiter sofort, dass die Situation kritisch wird. Er weist einen Kollegen via Funk an, den Mann aus der Gefahrenzone zu bringen.

Solche smarten T-Shirts, welche die Vitalfunktionen des Trägers übermitteln, können Leben retten. Und in der Medizin vereinfachen sie die Überwachung von Patienten. Mit Sensoren ausgerüstete Stoffe sind ein Beispiel für eines von vielen Hightech-Produkten im Textil- und Faserbereich, an deren Entwicklung Forschende am St.Galler Standort der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) arbeiten. Der Ostschweizer Empa-Ableger – der Hauptsitz ist in Dübendorf – ist seit seiner Gründung 1885 eng mit der hiesigen Textilbranche vernetzt. Anfangs prüfte er die Qualität von Garnen für Stickereifirmen, heute entwickelt er oft mit regionalen Unternehmen Hightech-Produkte. «Wir arbeiten mit mehreren Ostschweizer Textilfirmen zusammen, die in ihrer jeweiligen Nische Weltspitze sind», sagt René Rossi, Leiter der Empa-Abteilung «Biomimetic Membranes and Textiles». Deren Ziel ist laut Empa-Website die Entwicklung von «Materialien und Systemen für den Schutz und die optimale Leistungsfähigkeit des menschlichen Körpers». Das Thema Schutz ist momentan in der Öffentlichkeit wegen der Corona-Pandemie aktuell. Seit Frühling 2020 arbeiten schweizweit 48 Textilbetriebe daran, die Schutzmaskenproduktion auszubauen. Die Empa kooperiert dabei mit privaten Unternehmen. Das Ziel ist die Entwicklung nachhaltiger Schutzmasken, die Dutzende Male gewaschen werden können.

Jedes Klima der Welt simuliert

Die Empa liegt im Westen der Stadt St.Gallen. Forschende aus rund 60 Nationen arbeiten hier. Der Bereich Textil und Fasern verfügt für seine Forschungen über sieben Klimakammern. «In ihnen kann mit Temperaturen von –60 bis +80 Grad Celsius jedes Klima auf der Welt simuliert werden», sagt Forschungsleiter Rossi. Zudem gibt es in der Empa eine Feuerkammer. Zwar arbeitet auch die Textilforschung vermehrt mit Computermodellen und künstlicher Intelligenz. Doch eines ist seit der Textilblüte gleich geblieben: «Hinter der Entwicklung von Hightech-Textilien steckt noch immer viel Handarbeit», sagt Rossi, der zudem ETH-Titularprofessor am Departement Gesundheitswissenschaften und Technologie ist. In der Empa wird ein neues Textil jeweils von Grund auf aufgebaut. Zuerst wird die einzelne Faser designt, wobei winzige Einzelfasern im Nanometerbereich möglich sind. Dann wird Garn angefertigt, aus dem flächiges Textil gewebt wird. «Textil hat bis heute das Image eines Lowtech-Produkts. Doch in der Schweiz haben sich die meisten Textilfirmen mittlerweile auf Hightech spezialisiert», sagt Rossi.

Eine Frage der Technik

Auch in modernen Geräten verbergen sich Textilien – ob in Handy-Mikrophonen, als Partikelfilter im Auto oder in der Medizin, wo Wundauflagen Heilungspotenziale eröffnen, die nur durch Stickerei erreicht werden, und lebenserhaltende Geräte ohne Hightech-Stoffe nicht funktionieren würden. Viele dieser Produkte stammen aus Ostschweizer Unternehmen. Unabdingbar sind daher eine ständige Erforschung und Erprobung innovativer Materialien, welche die Empa (Eidgenössische Materialprüfungsanstalt) in Kooperation mit den produzierenden Unternehmen durchführt. Doch auch im sicht- und spürbaren Bereich zeigt sich oftmals nur eine geringe Ausprägung des textilen Bewusstseins – das «Feeling» verdankt sie den Stoffen, aus denen sie gefertigt wird. Jenseits serieller Massenware, die sich in amorpher Gleichgültigkeit über die Körper schnäppchenjagender Konsumentinnen und Konsumenten legt, «lebt» hochwertige Mode von den Stoffen, aus denen sie gefertigt ist. Deren Design erfordert ein Maximum an kreativer DNA, die, weil nicht «eben rasch» erlernbar, von einer jahrhundertealten kulturellen Verankerung profitiert. Nicht zufällig geht das Textildesign der Konfektion jeweils eine Saison voran und bietet Inspiration für die daraus gefertigten Kleider. Immer steht der Prozess der Veredelung zwischen dem Entstehen des Stoffs und dem verarbeitbaren Produkt. Wer strickt, weiss, dass die fertigen Teile erst durch Anfeuchten ihre Form erhalten. Gleichermassen wird edles Kaschmir durch Waschungen zur Perfektion gebracht. Der Glanz von Chintz-Stoffen entsteht durch Kalandrieren – als gewollte Form des durch Reibung glänzenden Hosenbodens. Flanellhemden erhalten durch Aufrauen ihr kuscheliges Finish, und die zeitsparende Annehmlichkeit bügelfreier Baumwollhemden ist einer speziellen Ausrüstung zu verdanken. Für all diese Prozesse steht die AG Cilander.

Text: Urs-Peter Zwingli

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