Ohne Pumpen möglich: mit Textilien Flüssigkeiten transportieren

Faserbasiertes Wassertransportsystem.

Best Practices // 31. Juli 2014

Ohne Pumpen möglich: mit Textilien Flüssigkeiten transportieren

Bionik-Innovation
Lianen sind in der Lage, Wasser ohne jedes Pumpsystem über größere Entfernungen und in große Höhen zu transportieren. Davon haben sich Forscher der Universität Tübingen und vom ITV Denkendorf inspirieren lassen und haben technische Textilien entwickelt, die künftig für den Ferntransport von Flüssigkeiten sorgen könnten. In den mikroskopischen Hohlfasern dieser Textilmatten sollen durch eine spezielle Strukturierung der Oberfläche Flüssigkeiten sicher und bedarfsgesteuert über große Distanzen transportiert werden. Das Ganze ohne Pumpsystem. Das spart Energie, schont die Natur und hilft zudem bei der Erhöhung der Kosteneffizienz – die Einsatzmöglichkeiten der innovativen Technologie reichen weit über den Einsatz in Bewässerungssystemen hinaus.

Technische Anwendung
Mit Hilfe der technischen Textilien könnten künftig Bewässerungssysteme realisiert werden, die Wasser ohne aktiven Pumpmechanismus sparsam und bedarfsreguliert an Pflanzen abgeben. Das Wirkungsprinzip ist aber auch für viele weitere Bereiche interessant, in denen größere Mengen an Flüssigkeiten über einen längeren Zeitraum abtransportiert werden müssen. Zu nennen sind hier auch schonende Entwässerungssysteme, die Drainage von Bauwerken, Textilien für die Medizin und Bekleidungsindustrie oder Brennstoffzellen. In letzterem Beispiel könnte so das beim Prozess entstehende Wasser effektiv abgeführt werden.

Bionisches Funktionsprinzip
Lianen transportieren Wasser ohne aktiven Pumpmechanismus über große Entfernungen – und die benötigte Energie wird dabei praktischerweise von der Sonne über den Transpirationssog geliefert. Weitere Eigenschaften machen dieses Wunderwerk der Natur für die menschliche Nutzung in Textilien interessant: Das Transportvolumen ist bedarfsgerecht – es wird genau so viel Wasser transportiert, wie für den Stoffwechsel der Pflanzen benötigt wird. Zudem hat das System eine hohe Transportsicherheit, da Embolien vermieden und repariert werden. Das wird durch Transportkapillare erreicht, die Wasser über Membranschleusen an die nächste Kapillare weitergeben. Die technische Realisierung ist noch im Anfangsbereich. Jedoch wurden schon mikroskopischen Hohlfasern mit einer speziell strukturierten Oberfläche für eine Embolievermeidung und Emboliereparatur entwickelt. Sie sollen Flüssigkeiten in speziellen Textilmatten sicher und bedarfsgerecht über große Distanzen transportieren. Am ITV Denkendorf ist der Transport mit speziellen Fasermaterialien aktuell über 1,5 Meter Förderhöhe gelungen. In weiteren Grundlagenstudien sind bereits Förderhöhen über 17 Meter realisiert worden.

Vorbild aus der Natur
Lianen sind die wohl bekanntesten Kletterpflanzen – nicht nur wegen des Urschreis von Tarzan im Film. Besonders zahlreich sind Lianen im tropischen Regenwald vertreten. Ihre tauartigen dünnen Stämme können durchaus 100 Meter lang sein. Deswegen ist das Wasserleitungsgewebe im Stamm bei allen Lianen perfektioniert. Der Leitungswiderstand zwischen den Zellen ist extrem herabgesetzt. Es gibt auch in Mitteleuropa Lianenarten wie Clematis, Wilde Weinrebe oder Efeu.

>> Zahlen <<

17 Meter beträgt die Förderhöhe von Flüssigkeiten, die ohne Einsatz von Pumpsystemen mit Hilfe technischer Textilien bislang erreicht wurden.

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