{"id":27603,"date":"2015-08-14T04:05:15","date_gmt":"2015-08-14T02:05:15","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.innovations-report.de%2Fhtml%2Fberichte%2Fenergie-elektrotechnik%2Fkompostierbare-elektronik-zum-ausdrucken.html"},"modified":"2015-08-12T10:31:25","modified_gmt":"2015-08-12T08:31:25","slug":"kompostierbare-elektronik-zum-ausdrucken","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/kompostierbare-elektronik-zum-ausdrucken\/","title":{"rendered":"Kompostierbare Elektronik zum Ausdrucken"},"content":{"rendered":"

Knapp zwei Millionen Tonnen Elektroschrott fallen pro Jahr in Deutschland an. Gedruckte Elektronik bef\u00f6rdert den Wegwerftrend, indem sie Herstellungskosten senkt und mit Einwegprodukten, wie interaktiven Verpackungen oder intelligenten Pflastern, neue M\u00e4rkte erschlie\u00dft. Nachwuchsforscher am Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT) entwickeln daher gedruckte Elektronik aus kompostierbaren Naturmaterialen sowie Verfahren f\u00fcr eine industrielle Produktion. Das Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung unterst\u00fctzt die Nachwuchsgruppe f\u00fcr vier Jahre mit insgesamt 1,7 Millionen Euro.<\/strong><\/p>\n

Halbleiter und Farbstoffe aus Pflanzenextrakten oder Isolatoren aus Gelatine \u2013 die Nachwuchswissenschaftler arbeiten mit biologisch leicht abbaubaren Materialien. \u201eDiese sind zwar nicht so langlebig wie die anorganischen Alternativen, doch die Lebensdauer von Einwegelektronik \u00fcberstehen sie schadlos\u201c, sagt Dr. Gerado Hernandez-Sosa, Leiter der nun eingerichteten Nachwuchsforschergruppe Biolicht. Zudem k\u00f6nne man die Elektronik, sobald sie ausgedient hat, einfach in den Biom\u00fcll oder auf den Kompost werfen, wo sie gleich einer Bananenschale verrotte.<\/p>\n

F\u00fcr g\u00e4ngige gedruckte Elektronik, etwa f\u00fcr organische Leuchtdioden (OLEDs), gilt dies bislang nicht. \u201eAls \u201aorganisch\u2018 bezeichnen wir alle Kunststoffe auf Kohlenstoffbasis. \u00dcber die Umweltvertr\u00e4glichkeit sagt der Begriff allein noch nicht aus\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Hernandez-Sosa. So sei beispielsweise die Tr\u00e4gerfolie von OLEDs \u2013 das Papier\u00e4quivalent f\u00fcr elektronische Tinten \u2013 aus dem gleichen Plastik wie herk\u00f6mmliche Getr\u00e4nkeflaschen. Die Nachwuchsgruppe Biolicht verwendet hierf\u00fcr nur Materialien, die in der Natur tats\u00e4chlich vorkommen. Als Tr\u00e4gerfolien eignen sich beispielsweise Speisest\u00e4rke, Zellulose oder Chitin. Auf Metalle und Halbmetalle, wie Silizium, verzichten die Wissenschaftler fast vollst\u00e4ndig. Der Vorteil von Plastik: Es ist biegsam, kosteng\u00fcnstig und l\u00e4sst sich zu kilometerlangen Druckerfolien verarbeiten. Mit dieser Technologie wird es m\u00f6glich, etwa Aufkleber mit einer elektronischen Ampel f\u00fcr das Haltbarkeitsdatum oder Pflaster mit eingebauten Sensoren, die den Heilungsprozess \u00fcberwachen, im industriellen Ma\u00dfstab herzustellen.<\/p>\n

Zun\u00e4chst gilt es allerdings auf die kompostierbaren Folien elektronische Bauteile zu drucken, \u00e4hnlich wie Buchstaben auf Papier. Ihre Funktion h\u00e4ngt von der verwendeten Tinte ab: Anstelle von Farbpartikeln sind darin leitende, halbleitende oder nichtleitende, also isolierende, Materialien gel\u00f6st. Nach dem Auftragen trocknet das fl\u00fcssige L\u00f6semittel und die zur\u00fcckbleibende Schicht bildet das entsprechende Bauteil. Ziel der Nachwuchsgruppe ist es, biologisch abbaubare Tinten zu entwickeln, die auf das neue Folienmaterial abgestimmt sind und gleichzeitig mit bestehenden Ger\u00e4ten gedruckt werden k\u00f6nnen. \u201eHersteller organischer Elektronik k\u00f6nnen so auf die umweltfreundlichen Materialien umsteigen, ohne ihr Druckerarsenal auszutauschen\u201c, sagt Dr. Hernandez-Sosa.<\/p>\n

F\u00fcr die Tinten m\u00fcssen die Nachwuchswissenschaftler nun umweltvertr\u00e4glichen Materialen mit den gew\u00fcnschten elektrischen Eigenschaften identifizieren. Beispielsweise eignet sich die Hartgelatine, aus der Medikamentenkapseln bestehen, zum Isolieren. Aufwendig ist auch die Wahl des L\u00f6semittels: Eine Voraussetzung ist, dass es bei druckf\u00e4higen Temperaturen in fl\u00fcssiger Form vorliegt. Weiterhin darf es im Unterschied zu gew\u00f6hnlicher Tinte nicht in das Tr\u00e4germaterial eindringen, sondern sollte darauf einen geschlossenen Fl\u00fcssigkeitsfilm bilden, ohne abzuperlen. Ein zu dickfl\u00fcssiges L\u00f6semittel verstopft die Poren des Druckers. Ein zu d\u00fcnnfl\u00fcssiges verl\u00e4uft auf der Tr\u00e4gerfolie und benetzt sie nicht gleichm\u00e4\u00dfig. Die Eigenschaften des getrockneten Materialfilms sind aber f\u00fcr die Funktion der elektrischen Bauteile entscheidend: So darf seine Dicke, die weniger als einem tausendstel Millimeter betr\u00e4gt, maximal um f\u00fcnf Prozent schwanken. Die Wissenschaftler rechnen damit, kompostierbare organische Elektronik innerhalb der n\u00e4chsten drei Jahre marktreif zu machen.<\/p>\n

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Die Nachwuchsgruppe Biolicht ist strukturell am Institut f\u00fcr Lichttechnik des KIT angesiedelt. Ihre Labore hat sie am InnovationLab in Heidelberg, einer anwendungsorientierten Forschungs- und Transferplattform von Wissenschaft und Wirtschaft. Tr\u00e4ger sind neben dem Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie, die Unternehmen BASF SE, Merck, Heidelberger Druckmaschinen AG und SAP AG sowie die Universit\u00e4t Heidelberg.<\/p>\n

Mehr Informationen zur Forschergruppe:<\/h3>\n

www.innovationlab.de\/de\/forschung\/devicephysik\/ag-hernandez-sosa\u00a0\"\"<\/a><\/p>\n

Video zur Forschung:<\/h3>\n

www.kit.edu\/videos\/druckbareelektronik<\/a><\/p>\n

Das Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT) vereint als selbstst\u00e4ndige K\u00f6rperschaft des \u00f6ffentlichen Rechts die Aufgaben einer Universit\u00e4t des Landes Baden-W\u00fcrttemberg und eines nationalen Forschungszentrums in der Helmholtz-Gemeinschaft. Seine drei Kernaufgaben Forschung, Lehre und Innovation verbindet das KIT zu einer Mission. Mit rund 9 400 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie 24 500 Studierenden ist das KIT eine der gro\u00dfen natur- und ingenieurwissenschaftlichen Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas.<\/p>\n

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Weiterer Kontakt:<\/h3>\n

Kosta Schinarakis
\nPresse, Kommunikation und Marketing, Themenscout
\nTel.: +49 721 608-41956
\nFax: +49 721 608-43658
\nE-Mail:schinarakis@kit.edu<\/p>\n

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