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pte20200625002 Forschung/Entwicklung, Technologie/Digitalisierung

Forscher setzen auf Holz für biegsame Elektronik

Hauchdünne Nanofasern der University of Wisconsin-Madison sind billig und umweltfreundlich


Flexibel: Mikrowellenverstärker auf Holzbasis (Foto: wisc.edu, Huilong Zhang)
Flexibel: Mikrowellenverstärker auf Holzbasis (Foto: wisc.edu, Huilong Zhang)

Madison (pte002/25.06.2020/06:05) - Wissenschaftler der University of Wisconsin-Madison http://wisc.edu haben einen überraschenden Werkstoff entdeckt, mit dem sich biegsame elektronische Bauteile für die Technik von morgen realisieren lassen: Holz. Dieses wird im Labor in hauchdünne Nanofasern zerlegt, die als Ausgangsmaterial für Mikrowellenkomponenten und -schaltkreise dienen. Das ist nicht nur kostengünstig, sondern auch besonders umweltfreundlich.

"Völlig neue Strategie"

"Die bisherigen Versuche zur Produktion von flexiblen Mikrowellenverstärkern setzen auf starre, auf Halbleitern basierende integrierte Schaltkreise, die ausgedünnt und auf flexibles Trägermaterial aufgetragen werden - ein sehr kostspieliger Ansatz", erklärt Zhenqiang Ma, Professor für Electrical and Computer Engineering an der University of Wisconsin-Madison. "Wir setzen hier auf eine völlig neue Strategie", stellt der Forscher klar.

Diese basiert auf einem Trägermedium, das aus Zellulose-Nanofasern besteht - einem Produkt, das aus Holz gewonnen wird. "Wir verwenden nur einen winzigen Tropfen teures Galliumnitrid, der Rest ist Holz. Im Vergleich zum Nitrid kostet das Holz fast nichts. Das Endergebnis ist ein Verstärker, der sehr gut funktioniert", so Ma.

Kein Elektroschrott

Dem Experten zufolge ist der Kostenfaktor aber nicht der einzige Vorteil der innovativen Methode. "Da der gesamte Schaltkreis fast nur aus Holz besteht, ist er auch biologisch zersetzbar oder kann verbrennen. Das bedeutet, dass kein elektronischer Abfall entsteht", betont Ma. Zu Demonstrationszwecken habe man das Bauteil mit einer Kerze angezündet. "In wenigen Sekunden war davon nur mehr ein kleiner Haufen Asche übrig", schildert der Forscher.

Seiner Meinung nach soll Holz nicht nur als Substrat für Mikrowellen-Applikationen brauchbar sein, sondern für alle möglichen flexiblen elektronischen Komponenten. "Wir könnten viele alte Bauteile durch diese neuen Schaltkreise ersetzen. Das würde einen großen Unterschied für die Umwelt ausmachen", ist Ma überzeugt.

(Ende)
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