Neue Tinte für bessere flexible Elektronik
Baukasten für gedruckte Schaltungen ist laut Experten der Universität Linköping jetzt komplett
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Tintentröpfchen nach dem Verlassen der Düse (Foto: liu.se/en) |
Linköping (pte001/22.04.2021/06:00)
Gedruckte flexible Elektronik ist künftig noch leistungsfähiger als heute, braucht aber weniger Strom. Möglich macht das eine Tinte auf Kunststoffbasis, die Forscher der Universität Linköping https://liu.se/en in Schweden entwickelt haben. Sie kann für die Herstellung von organischen Biosensoren, Solarzellen, Leuchtdioden, Transistoren und Batterien verwendet werden.
[b]Dotieren verändert elektrische Eigenschaften[/b]
Die elektrischen Eigenschaften von Tinten lassen sich durch Dotierung einstellen. Je nachdem, welche Fremdmoleküle eingeschmuggelt werden, entstehen Halbleiter vom n-Typ, die Elektronen leiten, oder solche vom p-Typ, die deren Gegenstücke, die so genannten Löcher leiten. Die heute am häufigsten verwendete Tinte vom p-Typ trägt die kryptisch anmutende Bezeichnung PEDOT:PSS. Sie leitet Strom sehr gut, ist immun gegen Umwelteinflüsse von außen und ist kommerziell als wässrige Dispersion verfügbar.
Elektronische Bauteile erfordern jedoch oft eine Kombination aus Halbleitern vom p-Typ und vom n-Typ. Bisher gab es jedoch keine n-Tinte, die ähnlich gut funktioniert wie PEDOT:PSS. Das haben die Forscher in Schweden, unterstützt von Kollegen aus den USA und Südkorea jetzt geändert. Die neue Polymerformulierung erhielt die Bezeichnung BBL:PEI.
[b]Wie Gehen auf einem Bein[/b]
„Das Fehlen eines geeigneten n-Typ-Polymers ähnelt dem Gehen auf einem Bein, wenn es um die Entwicklung funktionaler elektronischer Geräte geht", sagt Simone Fabiano, als Senior Lecturer am Department of Science and Technology für die Vermarktung von neuen Technologien zuständig, die an der Universität entwickelt werden. „Jetzt können wir ganz normal gehen."
[b]Kommerzielle Herstellung problemlos möglich[/b]
„Die Kombination beider Tinten eröffnet neue Möglichkeiten bei der Entwicklung stabiler und effizienter elektronischer Schaltungen", sagt Chi-Yuan Yang, Postdoc an der Universität und maßgeblich an der Herstellung der neuen Tinte beteiligt. Der elektrisch aktive Kunststoff ist in Ethanol, also einem Naturprodukt gelöst und kann auf zahlreiche Unterlagen gedruckt werden. Hier trocknet er ohne zusätzliche Energiezufuhr. Andere Tinten enthalten dagegen Lösungsmittel, die für die Umwelt schädlich sind. Fabiano ist sicher, dass sich die neue Tinte problemlos kommerziell herstellen lässt.
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