Druckbarer Elektrolyt

Immer mehr Dinge, die uns im täglichen Leben umgeben, lernen das Denken und Fühlen. Die Zukunft könnte so aussehen: In Kleidung eingebaute Sensoren messen standardmäßig die Pulsfrequenz oder die Körpertemperatur des Trägers. Preisgünstige, einmal zu verwendende Chips zur Analyse von Blut vereinfachen medizinische Tests. Spielzeug ist interaktiv, Teddybären können eine Unterhaltung führen. Lebensmittel werden mit einem elektronischen Preis und Haltbarkeitsdatum versehen. Alle Produkte lassen sich jederzeit orten und besitzen eine elektronische Diebstahlsicherung.

Stand der Technik

Um diese Zukunftsvision zu verwirklichen, werden elektronische Bauteile und Schaltungen benötigt, die in großer Zahl mithilfe kostengünstiger Verfahren hergestellt werden können. Insbesondere für Verpackungen und Wegwerfprodukte müssen die Inhaltsstoffe der Elektronik auch umweltverträglich und ungiftig sein. Herkömmliche, auf Silizium-Chips basierende Elektronik besteht dagegen oft aus umweltschädlichen Materialien und der Herstellungsprozess im Reinraum ist relativ aufwändig.

Technologie

Am Institut für Nanotechnologie (INT) des KIT entwickeln Wissenschaftler elektronische Bauteile und Schaltungen, die sich kostensparend mit einem Tintenstrahldrucker drucken lassen. Als Trägermaterial eignet sich Papier oder Kunststoff, auch in Form von dünnen, transparenten oder biegsamen Folien. Kernbestandteile von gedruckter Elektronik sind elektrochemisch gesteuerte Transistoren. Diese Bauteile benötigen spezielle Elektrolyte, die nun vom Forscherteam des KIT entwickelt wurden. Der neuentwickelte Elektrolyt ist beim Auftrag flüssig und härtet nach einigen Sekunden zu einem elastischen, transparenten Feststoff.

Vorteile

Der Elektrolyt zeichnet sich durch eine ungewöhnlich gute Ionenleitfähigkeit und hohe Polarisierbarkeit aus; gleichzeitig dient er als elektrischer Isolator. Die Bestandteile des Elektrolyten – ein Polymer, ein Weichmacher, ein Elektrolytsalz sowie ein Lösungsmittel – sind alle ungiftig, umweltverträglich, lange haltbar und temperaturstabil.

Optionen für Unternehmen

Das KIT sucht nun Partner, die Interesse an einer Weiterentwicklung und Anwendung der Technologie haben.