Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) haben ein ausgeklügeltes Belüftungssystem ohne klassische Pumpen für smarte Kleidung der Zukunft entwickelt. "Wir präsentieren die weltweit erste Pumpe in Form einer Faser. Es handelt sich im Wesentlichen um Schläuche, die ihren eigenen Druck und Durchfluss erzeugen", so Entwicklungsleiter Herbert Shea. Er und sein Team nutzen ein Elektrohydrodynamik genanntes physikalisches Prinzip.
Zwei spiralförmige Elektroden, die in die Wand des Schlauches eingebettet sind, ionisieren und beschleunigen Moleküle einer speziellen nichtleitenden Flüssigkeit, die warm oder kalt sein kann. Die Ionenbewegung und die Elektrodenform erzeugen eine Strömung, die die Flüssigkeit zirkulieren lässt. Das führt zu einem leisen, vibrationsfreien Betrieb und erfordert nur eine handtellergrosse wiederaufladbare Batterie.
Um die einzigartige Struktur der Wand zu erreichen, haben die EPFL-Wissenschaftler eine neuartige Herstellungstechnik entwickelt, bei der Kupferdrähte und Polyurethanfäden um einen Stahlstab verdreht und dann mit Wärme verschmolzen werden. Nach dem Entfernen des Stabes lassen sich die zwei Millimeter dicken Fasern mit Standardwebtechniken in Textilien einarbeiten oder in Strickwaren einziehen.
Der einfache Aufbau der Pumpe hat eine Reihe von Vorteilen. Die benötigten Materialien sind billig und leicht verfügbar, und der Herstellungsprozess kann leicht skaliert werden. Da der im Schlauch erzeugte Druck direkt mit seiner Länge zusammenhängt, kann er entsprechend der jeweiligen Anwendung zugeschnitten werden, wodurch die Leistung optimiert und gleichzeitig das Gewicht minimiert wird. Wegen der robusten Bauweise lassen sich die so ausgerüsteten Textilien mit herkömmlichen Reinigungsmitteln waschen, heißt es.
Die innovativen Textilien können auch für therapeutische Anwendungen eingesetzt werden, etwa zum Kühlen von Entzündungen, sagen die Wissenschaftler. Sportler könnten sie nutzen, um kalte Muskeln aufzuwärmen. "Wir glauben, dass diese Innovation die Wearable-Technologie grundlegend verändern wird", unterstreicht Shea abschliessend.
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