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10 2021 Elektronik 13 Linköping University »Zweites Bein« für die gedruckte Elektronik Weil bislang ein geeignetes nleitendes Polymer fehlte konnte man bei der Entwicklung von gedruckter Elektronik sozusagen nur auf einem Bein laufen Forschende der Linköping University wollen nun das zweite Bein gefunden haben Von Ralf Higgelke Heutzutage ist das am häufigsten verwendete leitende Polymer das pleitende PEDOT PSS Es besticht durch seine hohe elektrische Leitfähigkeit seine hohe Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse und vor allem durch seine kommerzielle Verfügbarkeit als wässrige Lösung Allerdings benötigen viele elektronische Komponenten eine Kombination aus pund nleitenden Bauelementen um zu funktionieren Im Moment gibt es kein nleitendes Äquivalent zu PEDOT PSS Gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen aus den USA und Südkorea haben Forscher der Universität Linköping nun eine gut nleitende Polymer-Tinte entwickelt die auch an Luft und bei hohen Temperaturen stabil ist Diese neue Polymerformulierung ist als BBL PEI bekannt »Dies ist ein bedeutender Fortschritt der die nächste Generation gedruckter elektronischer Komponenten ermöglicht« betont Simone Fabiano Senior Lecturer in der Abteilung für Wissenschaft und Technologie an der Universität Linköping »Weil ein geeignetes nleitendes Polymer bisher fehlte konnte man bei der Entwicklung funktionaler elektronischer Komponenten nur auf einem Bein laufen Jetzt können wir das zweite Bein zur Verfügung stellen « »Die Kombination beider Tinten eröffnet neue Möglichkeiten bei der Entwicklung stabiler und effizienter elektronischer Schaltungen« ergänzt Chi-Yuan Yang Postdoktorand an der Universität und einer der Hauptautoren der Arbeit Kostengünstig und einfach Das neue nleitende Material liegt als in Ethanol gelöste Tinte vor Diese lässt sich einfach auf eine Oberfläche aufsprühen sodass sich organische elektronische Komponenten einfacher und kostengünstiger herstellen lassen Außerdem ist die Tinte umweltfreundlicher als viele andere organische nleitende Materialien die derzeit entwickelt werden und gesundheitsgefährdende Lösungsmittel enthalten »Die großtechnische Anwendung ist bereits möglich« so Simone Fabiano und ertgänzt »Wir erwarten dass BBL PEI die gleiche Bedeutung wie PEDOT PSS haben wird Gleichzeitig bleibt noch viel zu tun um die Tinte an verschiedene Verfahren anzupassen und wir müssen mehr über das Material lernen « RH Quelle Chi-Yuan Yang et al Ahighconductivity ntype polymeric ink for printed electronics Nature Communications 2021 doi 10 1038 s41467-021-22528-y Entwicklung eines Antriebs auf Basis von FG-Drähten erspart« sagt Czechowicz »Stattdessen können sie per Datenblatt die Anforderungen schnell mit ihrer Anwendung abgleichen und in der Produktentwicklung ihres Systems eine Validierungsphase frühzeitig einleiten Das spart Kosten und Zeit in der Produktentwicklung bei neuen technischen Produktvorteilen wie etwa Verringerung von Gewicht und Bauraum « Ob zur Positionierung von Feinoptiken oder zum Betreiben von Pneumatikventilen das Einsatzspektrum ist branchenübergreifend vielfältig Ein Beispiel ist die Entriegelungstechnik Die gezeigte Klappe ist so flach dass kaum ein elektromechanischer Antrieb eingesetzt werden könnte Der standardisierte Aktuator auf FG-Draht-Basis passt wegen seiner flachen Bauweise nur 6 mm dick in die Klappe hinein übersteht Witterungseinflüsse und entriegelt mit relativ hoher Kraft auch bei sehr tiefen Temperaturen Weil der Aktuator wenig wiegt aber vergleichsweise hohe Stellkräfte geräuschfrei erzeugt lässt er sich in unterschiedlichen Zukunftsbranchen einsetzen So sind beispielsweise Aktuatoren in der Bekleidung denkbar die einen per Druckstupser auf Gefahren im Straßenverkehr hinweisen auch wenn der Blick und das Gehör auf andere Geschehnisse gerichtet sind Durch die große Bauraumersparnis können aber auch Smart-Home-Systeme wie etwa schaltbare Kleinstluftdurchlässe in Fenstern realisiert werden »Die Zahl der möglichen Anwendungen ist enorm« führt Czechowicz aus »Unser größtes Problem ist sich nicht in zu viele Entwicklungsprojekte zu verzetteln « Weil die Technologie in unterschiedlichen Branchen einsetzbar ist empfehlen die Ingenieure des Unternehmens zunächst die technischen Vorteile des Einsatzes von NiTinol-Aktuatoren abzuwägen »Eine neue Technologie bringt nicht nur Vorteile mit sich da sind reine 1-zu-1-Substitutionen von anderen Antriebsprinzipien nicht immer möglich« erklärt Czechowicz »Allerdings beginnen immer mehr Anfragen bei uns mit der Forderung nach einer Wende in bisherigen Aktuatoren weil hier kaum grundlegende Neuerungen möglich scheinen « AK Bild Linköping University