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Mit dem Nebelfänger auf Wasserjagd

Zwei Techtextil-Innovationspreise gehen an das ITV Denkendorf: Bionik der besten Art für die Verschattung von Fassaden und die Wassergewinnung
Denkendorf, 24.05.2011 | 

Gleich in zwei Kategorien ist das Institut für Textil- und Verfahrenstechnik in Denkendorf - Deutschlands größtes Textilforschungszentrum - mit dem renommierten Techtextil-Preis ausgezeichnet worden. Dieser wird für außergewöhnliche Leistungen in den Bereichen Forschung, Material- und Produktentwicklung sowie neue Technologien und deren Anwendung verliehen. Beide Auszeichnungen in den Kategorien Buildtech und New Materials fußen auf bionischen Prinzipien. Die Natur liefert das Vorbild für die Technik.

Die Preise wurden verliehen für die bionische Fassadenverschattung nach dem Vorbild der Paradiesvogelblume sowie für einen Nebelfänger zur Trinkwassergewinnung aus der Luft, dessen Vorbild ein Käfer aus der Namibwüste ist.

Das ITV betreibt seit 1921 Grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung über die gesamte textile Produktionskette hinweg - vom Rohstoff bis zum Endprodukt. Produktionsnahe Technika, spezialisierte Labors und eigene, am ITV entwickelte Produktions- und Prüfverfahren ermöglichen die Lösung komplexer und anspruchsvoller Aufgabenstellungen für die Industrie.

Im Bereich Buildtech überzeugte eine bionisch inspirierte Fassadenverschattung nach dem Vorbild der Paradiesvogelblume (Strelitzie Reginae) die Jury. Die schön anzuschauende Blume ist nicht allein völlig gelenklos sehr elastisch. Sie kann die Verformung auch beliebig oft wiederholen, ohne dass das Material ermüden würde. Daraus ergibt sich für die Architektur ein interessantes Konstruktionsprinzip aus der Natur, das ohne Gelenk auskommt.

Auf der Suche nach bionischen Lösungen hatte eine Recherche des Forschungspartners der Universität Freiburg, die Strelitzie als ideales Konstrukt und Vorbild entdeckt. Zwei verwachsene Blütenblätter bilden eine Art Sitzstange für Vögel, wenn diese an den Nektar der Pflanze gelangen wollen. Durch das Gewicht biegt sich die Stange nach unten, lamellenartige Pflanzenteile klappen weg und geben die Bestäubungsorgane frei.

Im Verbundteam mit dem ITKE der Universität Stuttgart und dem Unternehmen Clauss Markisen aus Bissingen (Kreis Esslingen), ist es gelungen, diese Klappbewegung in eine Fassadenverschattung umzusetzen, deren Beweglichkeit auf elatischer Verformung beruht.

Das neue System Flectofin besteht komplett aus Glasfaser-Verbundstoff. Passgenau an der Fassade angebracht, lassen sich die Lamellen individuell steuern. Da auch Gebäudekrümmungen keine Probleme erzeugen, erschließt sich für das neue Beschattungssystem ein großes Feld an neuen Anwendungsmöglichkeiten in der Leichtbauweise.

Die zweite Auszeichung erhielt das ITV Denkendorf in der Kategorie "New Materials" für die Entwicklung eines Nebelfängers, der die Trinkwassergewinnung aus der Luft in küstennahen Gebieten einen großen Schritt nach vorne bringt. Das natürliche Vorbild des dreidimensional aufgebautenTextils ist ein Käfer aus der Namibwüste, der sein Trinkwasser aus Nebel gewinnt.

Eine eingehende Analyse hat gezeigt, dass der Panzer des Käfers dabei eine lebenswichtige Funktion erfüllt. Neben dessen nano-strukturierter Oberfläche hilft ihm eine fein abgestimmte Anziehung und Abstoßung von Wassermolekülen dabei, die feinen Nebeltropfen aufzunehmen, die sich dabei zunehmend vergrößern. Werden diese zu schwer, rollen sie über die wachsartige Panzerfläche zum Mund des Käfers.

Nach diesem Vorbild ist es Forschern vom ITV Denkendorf und vom Institut für Geowissenschaften (IFG) der Universität Tübingen in Zusammenarbeit mit den Industriepartnern Solarenergie Stefanakis, Stadecken-Elsheim und der Mattes & Ammann KG in Meßstetten gelungen, faserbasierte 3D-Materialien mit Mikro- und Nanostrukturen sowie einer Oberflächenbeschichtung auch für extrem Lichtbedingungen zu entwickeln. Diese sind in der Lage, Aerosole zu sammeln und das gewonnene Wasser gezielt abzuleiten.

Projektleiter Dr. Thomas Stegmaier vom ITV Denkendorf beziffert die standortabhängige Maximalausbeute der textilen Nebelkollektoren nach umfangreichen Praxistests zwischen drei (Namibwüste) und 55 Liter (Südafrika) Wasser je Quadratmeter Gewebe und Tag. Damit ist der patentierte Nebelfänger dreimal leistungsfähiger als vergleichbare Lösungen und zudem so reißfest, dass er sogar Orkanen widerstehen könnte.

In dem bis zu zwei Zentimeter dicken
Material, das sich inzwischen auch industriell herstellen lässt, sieht Stegmaier eine hoch effektive und kostengünstige Möglichkeit, in wasserarmen Regionen ganze Dörfer und deren Landwirtschaft mit dem lebenswichtigen Nass zu versorgen. Auch die Wassergewinnungskosten liegen bei dem neuen Textilsystem im unteren Bereich und betragen rund drei Euro pro Kubikmeter Wasser. Ein weiteres Anwendungsfeld des Nebelfängers aus Denkendorf besteht in der Entfeuchtung von Dämpfen, die bei industriellen Abluftreinigungsprozessen entstehen.

www.itv-denkendorf.de

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