{"id":154217,"date":"2024-11-26T07:23:00","date_gmt":"2024-11-26T06:23:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=154217"},"modified":"2024-11-21T13:37:49","modified_gmt":"2024-11-21T12:37:49","slug":"von-der-natur-inspiriert-leaftronics-ebnet-den-weg-fur-biologisch-abbaubare-elektronik","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/von-der-natur-inspiriert-leaftronics-ebnet-den-weg-fur-biologisch-abbaubare-elektronik\/","title":{"rendered":"Von der Natur inspiriert: Leaftronics ebnet den Weg f\u00fcr biologisch abbaubare Elektronik"},"content":{"rendered":"\n\n
\n
\"\"
\u00a9 TU Dresden<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Karl Leo an der TU Dresden hat eine innovative, von der Natur inspirierte L\u00f6sung entwickelt, die die Elektronikindustrie revolutionieren k\u00f6nnte: \u201eLeaftronics\u201c. Dieser innovative Ansatz nutzt die nat\u00fcrliche Struktur von Bl\u00e4ttern zur Herstellung biologisch abbaubarer elektronischer Substrate und bietet damit eine nachhaltige, effiziente und skalierbare L\u00f6sung f\u00fcr das globale Elektroschrottproblem. Diese bahnbrechenden Ergebnisse wurden jetzt in der Zeitschrift \u201eScience Advances\u201c<\/a><\/em> ver\u00f6ffentlicht.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Elektronische Ger\u00e4te, vom Spielzeug bis zum Smartphone, bestehen aus Schaltkreisen. F\u00fcr die Herstellung dieser Schaltkreise werden bestimmte Substrate eingesetzt. In der kommerziellen Elektronik sind das Leiterplatten (sogenannte printed circuit boards, PCB), welche aus glasfaserverst\u00e4rktem Epoxidharz aufgebaut sind. Diese Materialien sind gr\u00f6\u00dftenteils nicht recyclef\u00e4hig, geschweige denn biologisch abbaubar. Angesichts der schieren Menge an Elektronikabf\u00e4llen von mehr als 60 Millionen Tonnen pro Jahr (von denen \u00fcber 75% weltweit nicht erfasst werden) besteht ein dringender Bedarf an nachhaltigen Alternativen.<\/p>\n\n\n\n

Bisherige Forschungsarbeiten konzentrierten sich auf die Entwicklung biologisch abbaubarer nat\u00fcrlicher Polymere als Werkstoffe, die sich jedoch aufgrund von Problemen mit der Hitzestabilit\u00e4t und der Best\u00e4ndigkeit gegen\u00fcber Chemikalien als nicht geeignet herausgestellt haben. Der Konflikt zwischen biologischer Abbaubarkeit, die lose gebundene Molek\u00fcle erfordert, und thermischer oder chemischer Stabilit\u00e4t, die fest gebundene Molek\u00fcle voraussetzt, stellte lange Zeit eine gro\u00dfe Herausforderung dar.<\/p>\n\n\n\n

Nun hat ein Forschungsteam am Institut f\u00fcr Angewandte Physik der TU Dresden unter der Leitung von Professor Karl Leo einen gro\u00dfen Schritt nach vorn gemacht und Leaftronics<\/em> entwickelt – einen Ansatz, der die nat\u00fcrliche Struktur von Bl\u00e4ttern nutzt, um biologisch abbaubare elektronische Substrate mit verbesserten Eigenschaften herzustellen. Ihre Ergebnisse versprechen eine nachhaltige, effiziente und skalierbare L\u00f6sung f\u00fcr das globale Elektroschrottproblem.<\/p>\n\n\n\n

Von der Natur inspirierte Innovation: Quasi-Fraktale aus Bl\u00e4ttern<\/h3>\n\n\n\n

Der Durchbruch beruht auf der Entdeckung, dass quasifraktale Lignozellulosestrukturen in nat\u00fcrlichen Bl\u00e4ttern, die als Ger\u00fcst f\u00fcr die lebenden Zellen eines Blattes dienen, zur Verst\u00e4rkung biologisch abbaubarer, na\u00dfprozessierter Polymerfilme verwendet werden k\u00f6nnen. <\/p>\n\n\n\n

\n

\u201eWir waren \u00fcberrascht, dass diese nat\u00fcrlichen, quasi fraktalen Lignozelluloseger\u00fcste nicht nur lebende Zellen in der Natur unterst\u00fctzen, sondern auch l\u00f6sungsf\u00e4hige Polymere zusammenhalten k\u00f6nnen, sogar bei relativ hohen Temperaturen, bei denen diese Polymere normalerweise anfangen sollten zu flie\u00dfen\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Hans Kleemann<\/strong>, Leiter der Gruppe Organische Baulelemente und Systeme am Institut f\u00fcr Angewandte Physik. <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Die Entdeckung geht auf die Arbeit von Dr. Rakesh R. Nair zur\u00fcck, der im Rahmen seiner k\u00fcrzlich abgeschlossenen Promotion an der Umsetzung nat\u00fcrlicher Strukturen f\u00fcr moderne elektronische Anwendungen geforscht hat. <\/p>\n\n\n\n

\n

\u201eWir sehen, dass die eingebettete, nat\u00fcrliche quasi fraktale Struktur Polymerfilme thermomechanisch zu stabilisieren scheint, ohne ihre biologische Abbaubarkeit zu beeintr\u00e4chtigen\u201c, f\u00fcgt Rakesh Nair <\/strong>hinzu.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Die Forschenden haben gezeigt, dass diese mit Lignozellulose verst\u00e4rkten Polymerfolien dem Herstellungsprozess f\u00fcr gel\u00f6tete Schaltkreise standhalten und moderne D\u00fcnnschichtger\u00e4te wie organische Leuchtdioden (OLEDs) unterst\u00fctzen k\u00f6nnen. Die Gl\u00e4tte der Folien, eine wichtige Voraussetzung f\u00fcr die Abscheidung ultrad\u00fcnner Materialschichten, \u00f6ffnet die T\u00fcr f\u00fcr die Herstellung von Hochleistungs-D\u00fcnnschichtelektronik auf diesen Substraten.<\/p>\n\n\n\n

Das Versprechen von ‘Leaftronics’<\/h3>\n\n\n\n

Leaftronics <\/em>stellt ein neues Paradigma f\u00fcr elektronische Materialien dar, bei dem biologische Strukturen genutzt werden, um die Eigenschaften von Polymeren zu verbessern, ohne dass diese chemisch intensiv ver\u00e4ndert werden m\u00fcssen. Zus\u00e4tzlich zu ihren technischen Vorteilen haben diese Substrate einen dreimal geringeren Kohlenstoff-Fu\u00dfabdruck als Papier. Wenn die Ger\u00e4te das Ende ihres Lebenszyklus erreicht haben, k\u00f6nnen die Substrate leicht im Boden abgebaut oder in Biogasanlagen verarbeitet werden, was die Gewinnung von elektronischen Bauteilen oder wertvollen Materialien f\u00fcr Recyclingzwecke erm\u00f6glicht.<\/p>\n\n\n\n

Eine nachhaltige Zukunft f\u00fcr die Elektronik<\/h3>\n\n\n\n

Die Entwicklung von Leaftronics<\/em> k\u00f6nnte weitreichende Auswirkungen auf zahlreiche Branchen – von der Unterhaltungselektronik bis zu erneuerbaren Energien – reichen. Angesichts des weltweiten Strebens nach umweltfreundlicheren Technologien bietet Leaftronics<\/em> einen Ausblick auf die Zukunft der Elektronik, in der Hochleistungsger\u00e4te mit \u00f6kologischer Nachhaltigkeit einhergehen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

\n

\u201eDiese Arbeit weist auf eine vielversprechende Verschmelzung von Natur und Technologie hin und bietet einen nachhaltigen Weg in die Zukunft, in der wir uns bem\u00fchen, Abf\u00e4lle zu reduzieren und den Klimawandel zu bek\u00e4mpfen – ein wichtiger Schritt in Richtung Kreislaufwirtschaft in der Elektronik\u201c, erkl\u00e4rt Karl Leo, Professor f\u00fcr Optoelektronik und Direktor des interdisziplin\u00e4ren Zentrums \u201cDresden Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials (DC IAPP)<\/strong>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Originalpublikation<\/h3>\n\n\n\n

Rakesh R. Nair, [\u2026], Hans Kleemann, Karl Leo. Leaftronics: Natural lignocellulose scaffolds for sustainable electronics. Sci. Adv. 10, eadq3276 (2024)<\/em>.\u00a0DOI: 10.1126\/sciadv.adq3276<\/a><\/p>\n\n\n\n

Kontakte<\/h3>\n\n\n\n

Prof. Karl Leo
Institut f\u00fcr Angewandte Physik\/ IAPP
TU Dresden
Email:\u00a0karl.leo@tu-dresden.de<\/a>
Tel.\u00a0+49 351 463-34389<\/p>\n\n\n\n

Dr Rakesh R Nair
Institut f\u00fcr Angewandte Physik
TU Dresden
Email:\u00a0rakesh_rajendran.nair@tu-dresden.de<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Karl Leo an der TU Dresden hat eine innovative, von der Natur inspirierte L\u00f6sung entwickelt, die die Elektronikindustrie revolutionieren k\u00f6nnte: \u201eLeaftronics\u201c. Dieser innovative Ansatz nutzt die nat\u00fcrliche Struktur von Bl\u00e4ttern zur Herstellung biologisch abbaubarer elektronischer Substrate und bietet damit eine nachhaltige, effiziente und skalierbare L\u00f6sung f\u00fcr das globale […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":154239,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","nova_meta_subtitle":"Leaftronics\u00a0will die nat\u00fcrliche Struktur von Bl\u00e4ttern nutzen, um biologisch abbaubare elektronische Substrate mit verbesserten Eigenschaften herzustellen","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[12508,14587,19218,21352,12992,25213],"supplier":[408],"class_list":["post-154217","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-bio-based","tag-bioabbaubar","tag-elektronik","tag-kreislaufwirschaft","tag-leiterplatten","tag-lignozellulose","tag-polymerfilme","supplier-technische-universitaet-tu-dresden"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/154217","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=154217"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/154217\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media\/154239"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=154217"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=154217"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=154217"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=154217"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}