Op het spoor van de waarneming van textielprikkels

Kunstmatige huid ("HUMskin") voor het onderzoeken van de huid-textielinteractie. Deze vertoont talrijke fysiologische eigenschappen van de menselijke huid evenals het oppervlakprofiel van de epidermis. (© Hohenstein Group)

Met behulp van de ontwikkelde applicator SOFIA2.0 is een gestandaardiseerde toepassing van textiel op verschillende lichaamsdelen mogelijk met variërende druk en snelheid. (© Hohenstein Group)

Parameters en meetmethoden die relevant zijn voor de waarneming van textielprikkels. (© Hohenstein Group)

Het IGF-project 137 EN van de onderzoeksvereniging Forschungskuratorium Textil e.V., Reinhardtstraße 12-14, 10177 Berlijn, is via de AiF ondersteund binnen het kader van het programma ter bevordering van industrieel collectief onderzoek en ontwikkeling (IGF) door het Bundesministerium für Wirtschaft und Energie op basis van een besluit van de Bondsdag.

Im Rahmen des europäischen Gemeinschaftsprojekts „Touché“ (einem Teilvorhaben des CORNET-Projekts AiF-Nr. 137 EN) haben Forscher des Hohenstein-Instituts bislang offene Aspekte der Interaktion zwischen der menschlichen Haut und Textilien untersucht. Ziel des nun erfolgreich abgeschlossenen Vorhabens war es, die Wahrnehmung von textilen Reizen möglichst realitätsnah zu analysieren und geeignete Testmethoden zu entwickeln, mit denen sich sowohl haptische als auch taktile Reize beurteilen lassen. Für die Textil- und Bekleidungsindustrie ist die Frage nach den Vorgängen bei der Wahrnehmung von Textilien von zentraler Bedeutung, weil man daraus Schlüsse im Hinblick auf technische Konstruktionsparameter entlang der textilen Kette ziehen kann. Derart optimierte Bekleidung könnte somit konkret für den Träger entworfen werden.

Im Laufe des Touché-Projekts beschäftigten sich die Forscher des Arbeitsbereichs WKI für Hygiene, Umwelt und Medizin an den Hohenstein-Instituten mit dem sog. „fabric feel“, also der taktilen Wahrnehmung von Textilien, die auf der Körperoberfläche beim passiven Tragen von Bekleidung maßgeblich ist. Zeitgleich befassten sich die Projektpartner von der Universität und Hochschule Gent damit, ob und wie das aktive Anfassen von Textilien, also der haptische „textile Griff“, messtechnisch erfasst werden kann. Darüber hinaus ermöglichte es der übergreifende Forschungsansatz, jene Textilparameter genau zu untersuchen, welche die menschliche Wahrnehmung beeinflussen.

Für die Erforschung der Wechselwirkungen zwischen Textil und Mensch verwendeten die Hohenstein-Forscher eine eigens entwickelte künstliche Haut namens „HUMskin“, die zahlreiche physiologische Eigenschaften und das Oberflächenprofil der äußersten Hautschicht aufweist. Mit dieser ließen sich die Trageereignisse auf der Körperoberfläche, also z.B. die statische und dynamische Reibung auf der Haut, unter Laborbedingungen realistisch simulieren. Zusammen mit den 3D-Daten auf der mikroskopischen Ebene lieferten diese sog. tribologischen Daten ein grundlegendes Materialverständnis.

Mit Hilfe des Textilapplikators „SOFIA 2.0“ konnten die Hohenstein-Wissenschaftler im Laufe des Projekts zudem Textilmuster an verschiedenen Körperstellen von Testpersonen mit unterschiedlichem Druck und variierenden Geschwindigkeiten standardisiert aufbringen, um die entstandene Reibung im Vergleich zur künstlichen „HUMskin“-Haut zu messen. Um die durch textile Reize spontan auftretende und unbewusst entstehende Reaktion der Testpersonen möglichst neutral zu erfassen und zu bewerten, kamen neurophysiologische und unterschiedlichste biologische Marker zum Einsatz. So konnten die Hohenstein-Forscher neurologische Reaktionen auf unterschiedliche Textilreize zum einen mittels EEG (Elektroenzephalografie) aufzeichnen und analysieren. Zum anderen untersuchten sie immunologische Marker wie Immunglobulin A (IgA; Antikörper) oder hormonelle Markermoleküle wie Cortisol und führten Messungen der Herzfrequenz sowie der Elektrodermalen Aktivität (EDA) durch. Einige dieser unbewusst erfassbaren biologischen Marker wie EDA und Herzfrequenz erwiesen sich im Zusammenhang mit einem Textilreiz als möglicherweise zukunftsrelevante Analysemethoden, um Hinweise auf die Wahrnehmung von Textilien zu bekommen.

Auf Grundlage aller erhobenen Ergebnisse konnten die Wissenschaftler einen Datensatz erstellen. Durch die Kombination der verschiedenen erfassbaren Daten aus Mikroskopie, Biotribologie und Biomarkern konnte die Wahrnehmung der Textilien auf der Haut realistisch analysiert und bewertet werden. Des Weiteren ermöglichten die komplexen Analysen den Forschern, Parameter und Störfaktoren zu identifizieren, welche für die Interaktion zwischen Haut und Textil relevant sind.