Nanotechnologie in Textilien: Kluge Sachen!

Technische Textilien müssen gemäß ihren verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten vielen speziellen Ansprüchen genügen. Mit Nanotechnologie können die Eigenschaften von Textilfasern je nach Anforderung maßgeschneidert werden.

Heute sind unter anderem Markisen und Sonnenschirme im Handel, deren Textiloberflächen mit wasser- und schmutzabweisenden Beschichtungen versehen sind. Als Vorbild diente den Herstellerunternehmen dabei die Pflanzenwelt. Wie man erstmals bei den Blättern der Lotuspflanze herausfand, zeigen mikro- und nanostrukturierte Oberflächen verblüffende Selbstreinigungseffekte: Auch fettiger Ruß kann mit Wasser von der Oberfläche abgespült werden, selbst Klebstoff tropft einfach ab.

Dieses Phänomen wurde in den 1970er-Jahren von dem Bonner Wissenschaftler Prof. Dr. Wilhelm Barthlott und seinen Mitarbeitern erforscht und 1992 mit dem Begriff „Lotuseffekt“ beschrieben. Der Effekt kommt bei rund 20.000 weiteren Pflanzenarten vor, darunter Kohl, Kapuzinerkresse, Schilf und Tulpen. „Lotus-Oberflächen“ sind jedoch sehr empfindlich gegenüber mechanischer Beanspruchung und werden bei Berührung durch Hautfettablagerungen schnell wirkungslos.

Häufiger angewendet wird der „easy-to-clean“-Effekt, dessen Wirksamkeit geringer ist als die des Lotuseffekts. Sehr glatte Nanoschichten oder dichte Anordnungen wasser- und fettabweisender Nanoteilchen auf einer Oberfläche lassen Wassertropfen ebenfalls leicht ablaufen. Schmutzteilchen werden allerdings nicht an der Tropfenoberfläche gebunden, sondern nur eine Weile mitgetragen und dann zurückgelassen.

Nanotechnologie kann bei Textilien weit mehr bewirken als bloße Reinigungseffekte. Sie kommt schon heute und in Zukunft bei der Bearbeitung von Fasern, Garnen, Geweben, Gewirken, Geflechten, Gelegen, Vliesstoffen, Beschichtungen, Verbindungstechniken und Kompositmaterialien zum Einsatz. Entscheidend für Zulieferer und Kunden der Textilindustrie ist dabei, welche Anwendungen tatsächlich in den Bereich der Nanotechnologie fallen. In Deutschland wurden mittlerweile Gütesiegel etabliert, die eine klare Zuordnung unterstützen sollen.

Die Nanotechnologie verfolgt in der Textilbranche große Ziele:

  • Neue oder etablierte Textilien mit bisher nicht erreichten Eigenschaften herzustellen
  • Textilveredelung durch Beschichtung (z. B. mit Nanopartikeln), Strukturierung oder Ausstattung mit neuen Funktionen zu erreichen
  • Permanente Ausrüstung mit Eigenschaften wie Wasch- und Abriebfestigkeit, "easy-to-clean"-Effekt, Schutzschichten, Gleitfähigkeit, schaltbare und regenerationsfähige Nanoschichten, elektrische Leitfähigkeit und magnetische Abschirmung, katalytische Selbstreinigung, stoffspezifische Filtrations- und Bindungseigenschaften, gesteuerte Abgabe von Inhaltsstoffen, verbesserte Anpassungsfähigkeit, Flammfestigkeit, Elastizität und Verarbeitbarkeit

Nanotechnologie wird in folgenden Bereichen angewendet:

  • Herstellungsverfahren (Sol-Gel-Prozess, Verarbeitung des fertigen Textils, Lösungen auf Wasserbasis)
  • Freizeit- und Berufskleidung (z. B. T-Shirts mit Titandioxidteilchen als UV-Schutz im Gewebe, Schmutz abweisende Business-Mode)
  • Luftreinigung, Abwasser- und Staubfiltration (z. B. Industrieanlagen, Automobil)
  • Verbandsmull und chirurgisches Nahtmaterial in der Medizin
  • Baumembranen und textilbewehrter Beton
  • Sonnenschirme und Markisen mit Selbstreinigung
  • Segeltücher in der Schifffahrt
Treffpunkt Nanowelten
Nanofasern in einer Elektronenmikroskop-Aufnahme
Foto: Freudenberg Vliesstoffe KG/Freudenberg Forschungsdienste KG

Feinste Fasern, viele Funktionen

Marburger Forschern ist es gelungen, Nanofasern mit wenigen 100 nm Dicke herzustellen. Dank dieses neuen Verfahrens können katalytische Nanoteilchen oder Arzneimittelwirkstoffe in ihnen eingeschlossen werden. mehr