Der Bedarf an Elektronik nimmt weltweit immer mehr zu und produziert damit auch immer gr\u00f6\u00dfere Berge an umweltsch\u00e4dlichen Schrott. Laut einer Studie der Vereinten Nationen haben alleine im letzten Jahr die Abf\u00e4lle um rund 20 Prozent im Vergleich zum Vorjahr zugenommen.<\/p>\n
Mit dem ersten Halbleiter-Polymer und den ersten ultrad\u00fcnnen Transistoren, die vollst\u00e4ndig biologisch abbaubar sind, zeigen Forscher der Stanford University nun Alternativen auf. Die Ergebnisse demonstrieren, dass es auch \u00f6kologisch nachhaltige und kosteng\u00fcnstige Wege f\u00fcr die Herstellung von Elektronik gibt.<\/p>\n
Menschliche Haut als Vorbild<\/p>\n
Angesichts der zunehmenden Abfallmengen \u00e4nderten die Wissenschaftler um Zhenan Bao, Professorin f\u00fcr Chemietechnik an der Stanford University und Leiterin einer eigenen Forschergruppe, ihren Blickwinkel. Anstatt weiterhin auf anorganische und teils giftige Materialien und deren Verarbeitung zu setzen, lie\u00dfen sich die Forscher vom menschlichen K\u00f6rper inspirieren.<\/p>\n
\u201eWir haben versucht, die menschliche Haut nachzuahmen. Ziel war es dar\u00fcber nachzudenken, wie zuk\u00fcnftige elektronische Komponenten entwickelt werden k\u00f6nnten,\u201c erl\u00e4utert Bao die Herangehensweise ihres Teams.<\/p>\n
Denn die menschliche Haut ist dehnbar, heilt sich selbst und ist zudem biologisch vollst\u00e4ndig abbaubar. Damit verf\u00fcgt sie \u00fcber einige Merkmale, die auch f\u00fcr elektronische Komponenten sehr interessant sind. Insbesondere die die Frage der Zersetzung stellte die Forscher bei der Suche nach einem geeigneten Polymer, das als Halbleiter dienen kann, vor eine gro\u00dfe Herausforderung. \u201eWir haben versucht herauszufinden, wie wir sowohl elektrische Eigenschaften als auch biologische Abbaubarkeit erreichen k\u00f6nnen,\u201c sagt Bao.<\/p>\n
Grundlage f\u00fcr die weiteren \u00dcberlegungen stellten zun\u00e4chst die dehnbaren Elektroden dar, die die Wissenschaftler in einem fr\u00fcheren Projekt entwickelt hatten. Durch Ver\u00e4nderungen in der chemischen Struktur des flexiblen Materials gelang dann schlie\u00dflich der Durchbruch: Die verwendeten, reversiblen Imin-Bindungen sind so beschaffen, dass sie weiterhin die elektrische Leitf\u00e4higkeit des Polymers sichern. Gleichzeitig sind sie sehr empfindlich gegen\u00fcber S\u00e4uren, selbst gegen\u00fcber sehr schwachen. Schon in reinem Essig l\u00e4sst sich das Material problemlos zersetzen.<\/p>\n
Das Projekt endet aber nicht mit der Entwicklung eines Halbleiters. In der Folge konzipierte das Team von Zhenan Bao auch Schaltkreise und ein Tr\u00e4germaterial, auf dem die Komponenten platziert werden k\u00f6nnen. Nat\u00fcrlich sind diese ebenfalls vollst\u00e4ndig abbaubar. F\u00fcr die Elektroden setzte man auf Eisen, das sowohl umweltfreundlich als auch f\u00fcr den Menschen ungiftig ist.<\/p>\n
Das Tr\u00e4germaterial f\u00fcr die elektrischen Komponenten beruht auf Cellulose. Die Forscher modifizierten diese und kreierten damit einen transparenten, d\u00fcnnen und flexiblen Werkstoff. Das Tr\u00e4germaterial erlaubt es, die Elektronik auf der Haut zu tragen. Zugleich ist auch denkbar, sie in Zukunft sogar in den menschlichen K\u00f6rper implantiert werden k\u00f6nnten. Jedoch seien hierf\u00fcr noch weitere Studien erforderlich, d\u00e4mpft Bao zu gro\u00dfe Erwartungen.<\/p>\n
Die Vorteile und positiven Eigenschaften der Komponenten sind in jedem Fall jetzt schon beachtlich. Die Materialien sind leicht, d\u00fcnn und k\u00f6nnen schon bei niedrigen Temperaturen hergestellt werden. Entsprechend gering fallen auch Herstellungskosten aus. Die Schaltkreise weisen zudem eine vergleichsweise hohe Performance auf und arbeiten mit einer niedrigen Spannung von 4 V. Sie sind ebenfalls ultrad\u00fcnn mit einem Durchmesser von unter 2 \u03bcm und einem Gewicht von rund 2 g\/m2<\/sub>.<\/p>\n Die Forscher sehen in Zukunft eine breite Platte an m\u00f6glichen Anwendungsgebieten f\u00fcr ihre abbaubare Elektronik. Pr\u00e4destiniert ist sie nat\u00fcrlich vor allem f\u00fcr den Einsatz am K\u00f6rper als wearable electronics \u2013 zum Beispiel als Sensor, der den Blutdruck oder -zucker misst. Nach der Verwendung k\u00f6nnte der Nutzer die Daten einfach herunterladen und das Ger\u00e4t anschlie\u00dfend entsorgen, ohne Umweltsch\u00e4den in Kauf nehmen zu m\u00fcssen. Auch in gr\u00f6\u00dferem Ma\u00dfstab k\u00f6nnten sich organische Sensoren lohnen.<\/p>\n Laut Bao ist ein Einsatz f\u00fcr Umweltstudien ebenso denkbar, etwa f\u00fcr Messungen in Waldgebieten. Man k\u00f6nnte die Messf\u00fchler in gro\u00dfer Zahl aus Flugzeugen abwerfen und m\u00fcsste sie sp\u00e4ter nicht wieder aufsammeln, da sie nach gewisser Zeit von selbst zerfallen.<\/p>\n Nat\u00fcrlich sind die Wissenschaftler noch nicht so weit, derartige Pl\u00e4ne tats\u00e4chlich umsetzen zu k\u00f6nnen. Dennoch, angesichts des steigenden Bedarfs an Elektronik und der immer gr\u00f6\u00dfer werdenden Abfallproblematik stellen biologisch abbaubare Komponenten eine lohnende Perspektive dar. Wir d\u00fcrfen also gespannt sein, was die Forschung in den kommenden Jahren noch zu bieten hat.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Der Bedarf an Elektronik nimmt weltweit immer mehr zu und produziert damit auch immer gr\u00f6\u00dfere Berge an umweltsch\u00e4dlichen Schrott. Laut einer Studie der Vereinten Nationen haben alleine im letzten Jahr die Abf\u00e4lle um rund 20 Prozent im Vergleich zum Vorjahr zugenommen. Mit dem ersten Halbleiter-Polymer und den ersten ultrad\u00fcnnen Transistoren, die vollst\u00e4ndig biologisch abbaubar sind, […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[12508,12257],"supplier":[1122],"class_list":["post-42971","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-bioabbaubar","tag-biopolymere","supplier-stanford-university"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42971","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=42971"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/42971\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=42971"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=42971"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=42971"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=42971"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}Wegwerfen ohne schlechtes Gewissen<\/h3>\n