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pte20221206002 Produkte/Innovationen, Forschung/Entwicklung

Neue Druckertinte ist transparent und leitfähig

Mit dem Verfahren der Georgia Tech lassen sich flexible Leiterbahnen und auch Filme herstellen


Ein Stückchen flexible leitfähige Folie in der Nahansicht (Foto: James Ponder, gatech.edu)
Ein Stückchen flexible leitfähige Folie in der Nahansicht (Foto: James Ponder, gatech.edu)

Atlanta (pte002/06.12.2022/06:05) -

Forscher des Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) haben eine neue Druckertinte entwickelt, mit der sich flexible Leiterbahnen und Filme herstellen lassen, die zudem transparent sind. Die Wissenschaftler haben mit dem beliebten Polymer PEDOT (Poly-3,4-ethylendioxythiophen) begonnen, das die Forderungen nach Leitfähigkeit und Transparenz erfüllt, aber unlöslich ist. Dadurch ist es für die Herstellung einer Druckertinte ungeeignet.

Seitenketten für Löslichkeit

James Ponder, selbst Chemiker, und ein Team von Chemikern und Ingenieuren hatten dann eine glänzende Idee. Sie hängten an die PEDOT-Moleküle andere an, die sogenannte Seitenketten bildeten. Jetzt waren die neu gebildeten Moleküle zwar löslich, doch damit gedruckte Leiterbahnen oder Filme nicht mehr sonderlich leitfähig, denn die Seitenketten bestehen aus einer Art Wachs, das zu den Isolatoren gehört.

"Wir wollen die Seitenketten für die Verarbeitung, aber wir wollen sie nicht in unserem Endprodukt. Also fügen wir Seitenketten hinzu, die wir, sobald wir mit dem Druck fertig sind, gewissermaßen abwaschen können", sagt Ponder. So haben die Team-Mitglieder das Polymer mit Seitenketten erstellt, drucken oder sprühen es auf, spalten die Seitenketten chemisch und waschen sie mit gängigen industriellen Lösungsmitteln weg. Mit einem letzten Umwandlungsschritt entsteht ein flexibler, hochleitfähiger, stabiler Film.

Für Bioelektronik ideal nutzbar

Es gibt bereits Unternehmen, die an der Lizenzierung der Technologie interessiert sind, da die Filme einige wichtige Vorteile haben. Einer der am weitesten verbreiteten transparenten Leiter für Flachbildschirme, Fotovoltaik, intelligente Fenster und andere Anwendungen ist Indiumzinnoxid. Das Material hat jedoch einige Nachteile, sagt John Reynolds, Doktorvater von Ponder.

"Es ist ziemlich schwierig, mit diesem Material gebogene und flexible Geräte herzustellen, weil es spröde ist." Die PEDOT-Variante sei dagegen flexibel und unter anderem bestens geeignet für elektronische Geräte, die direkt auf der Haut befestigt oder gar implantiert werden. "Hier, in der Bioelektronik, wird das neue Material glänzen", glaubt Reynolds.

(Ende)
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