Textilforschungszentrum Denkendorf Wärmeoptimierte Kleidung für Feuerwehrleute

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Textilforscher haben ein Messgerät entwickelt, das die Klimaverhältnisse auf der menschlichen Haut simulieren kann. Damit können die Wissenschaftler Bekleidung für Marathonläufer wie für Feuerwehrleute optimieren.

Boris Bauer vor seiner Messeinrichtung, mit der er  die Wärmeeigenschaften von Textilien untersucht. Foto: Ines Rudel
Boris Bauer vor seiner Messeinrichtung, mit der er die Wärmeeigenschaften von Textilien untersucht. Foto: Ines Rudel

Denkendorf - Ein Marathonläufer rennt mit etwa 40 Grad Fieber durch das Marathontor am Ziel, weil der Körper beim Laufen mehr Wärme produziert, als er ableiten kann. Bewusstseinseintrübungen sind ganz normal, Schüttelfrost und Ohnmacht können vorkommen.

Was aber wäre, wenn es ein Textil gäbe, das dem Körper aktiv Wärme entzöge und ihn abkühlte? Spannende Fragen stellt sich Boris Bauer von der Abteilung Maschentechnik, Thermodynamik, Konfektion der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) in Denkendorf.

Um diese Fragen zu beantworten, haben die Forscher jetzt ein Messgerät konstruiert, das Stoffe auf den Prüfstand stellt. So ein bisschen sieht das Gerät aus wie ein Schneebesen mit einer Lampe dran. Es soll aber die Umwelt des Menschen abbilden. Die Lampe ersetzt die Wärmestrahlung der Sonne, der rotierende Schneebesen erzeugt das laue Lüftchen einer Sommerbrise und die Heizplatte darunter simuliert die Hauttemperatur von etwa 22 Grad bis 44 Grad. Zusammengerechnet kann ein menschlicher Körper allerdings bis zu 500 Watt abstrahlen, wie etwa nach einem Marathonlauf.

Kälte dagegen gibt es für Boris Bauer nicht: Nur Wärme, die man dem menschlichen Körper entweder entziehen oder zuführen kann. Der Mensch an sich verfügt über eine ausgeklügelte Klimaregulierung, die vor allem über die Durchblutung der Haut funktioniert. Erst wenn die Durchblutung versagt, schwitzt der Mensch oder bekommt eine Gänsehaut, um das nicht vorhandene Fell zu optimieren. Nun ja, keine Spezies ist perfekt. Interessant ist aber schon, dass es die Säugetiere mit ihrer Gewichtsskala von 2,5 Gramm bei der Etruskerspitzmaus bis zu 200 Tonnen beim Blauwal schaffen, ihre Körpertemperatur einigermaßen konstant zu halten. Die Größe ist dabei ein entscheidender Faktor. Je mehr Zellen ein Körper hat, desto mehr Wärme produziert er. Dazu kommt, dass sich bei großen Körpern das Verhältnis zwischen Oberfläche und Körpervolumen verschiebt, das heißt, „je größer und schwerer ein Mensch ist, desto weniger friert er“.

Kleidung hat viele Funktionen

Apropos Oberfläche: Kleidung hat viele Funktionen und ihre elementarste wird oft unterschätzt. Den Körper warm oder kühl zu halten. Genau hier setzen die Forschungen von Boris Bauer an. Gerade untersuchen die Fachleute Futterstoffe für Feuerwehrbekleidung: Sie sollen möglichst wenig Wärme durchlassen.

Wie könnte man beispielsweise so ein billiges Journalisten-Baumwollhemd für den Sommer funktioneller machen? „Wir könnten es mit Materialien ausstatten, die Infrarotlicht reflektieren. Dann könnten wir die Struktur so ändern, dass es größere Poren hat und mehr Wärme ableiten kann. Man könnte sogar eine Faser entwickeln, die den Schweiß besonders gut verdunsten lässt.“ Natürlich kreuzen sich diese Parameter mit schlichten Erfordernissen der Industrie: Welche Fasern sind auf dem Markt, was kosten sie?

Jede Änderung eines Gewebes kann mit dem neuen Messgerät geprüft werden. Danach könnte man das Textil beispielsweise weiter optimieren. Für solche Prozesse sind die DITF gut ausgestattet. Im Saal neben dem Messgerät stehen verschiedene Strickmaschinen, mit denen die Forscher jedes gewünschte Textil anfertigen können, sogar Nähmaschinen gibt es, um Kleidungsstücke zu konfektionieren.

Boris Bauer hat bei seinen Forschungen ein riesiges Wissen über Biologie angehäuft. Nicht schlecht für einen Geografen. Letzteres Fach hat der 48-Jährige in Kiel und Bremen studiert und über die Wärmeleitung von porösen Stoffen promoviert. Mit diesem Wissen kam er über Umwege 2012 in die Textilforschungsinstitute nach Denkendorf.

Den Marathonläufern können die Textilforscher indes wenig Hoffnung machen. Ein Textil, das wie auch immer Wärme abführt, würde vermutlich durch Lüftungs- und Kühlsysteme sehr schwer werden. Am besten wäre es wohl, die Sportler würden nackt laufen, wie die Athleten des antiken Griechenland es getan hatten. Aber pure Nacktheit wäre ja wohl auch nicht gerade im Sinne der Textilindustrie und der Forschungsinstitute.