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Neue Materialkombination für moderne Bedienelemente mit elastischen Schaltkreisen

15.04.2016

Industrie- und Produktdesigner haben ein großes Interesse daran, auch auf geformten Oberflächen von elektronischen Geräten elektrische Schaltungen anzubringen, wie zum Beispiel Anzeige- oder Bedien-Elemente. Nun ist man im Bereich Optische Materialien des INM – Leibniz-Institut für neue Materialien diesem Wunsch einen Schritt näher gekommen: Den Forschern ist es gelungen, elektrische Leiterbahnen auf dünnen, elastischen Folien aus Silikon herzustellen. Sie sind relativ unempfindlich gegenüber Stauchungen und Dehnungen. Dadurch können sich elektrische Schaltkreise an die Krümmungen der Geräte anpassen.

So können in Zukunft zum Beispiel ergonomisch geformte Griffe von Elektrokleingeräten und Haushaltsgeräte oder Konsolenelemente mit berührungsempfindlichen Displays und Bedienfeldern versehen werden.


Elastische Schaltkreise durch Silikon.

Copyright: INM

Gesten wie Antippen oder Wischen funktionieren dann immer noch verlässlich, obwohl die Oberfläche nicht eben ist. Damit würden herkömmliche Knöpfe, Taster oder Schalter zukünftig verzichtbar.

Ihre Ergebnisse und Möglichkeiten zeigen die Entwickler auf der diesjährigen Hannover Messe am Stand B46 in Halle 2 im Rahmen der Leitmesse Research & Technology vom 25. bis 29. April.

Die Möglichkeit einer solchen elektronischen Verschaltung auf elastischem Material haben die Forscher jetzt durch die sogenannte Photochemische Metallisierung auf Silikonfolie verwirklicht. Dabei wandeln sich farblose Silber-Verbindungen mithilfe einer photoaktiven Schicht beim Einwirken von UV-Licht in elektrisch leitendes Silber um.

„Zuerst werden die Silikonfolien mit einer photoaktiven Schicht aus Metalloxid-Nanopartikeln überzogen. Anschließend bringen wir eine speziell entwickelte Flüssigkeit auf, die farblose Silber-Ionen enthält“, erklärt Peter William de Oliveira, Leiter des Programmbereichs Optische Materialien.

Durch die Bestrahlung dieser Schichtfolge mit UV-Licht zersetzt sich die Silberverbindung an der photoaktiven Schicht und die Silberionen werden zu metallischem, elektrisch leitendem Silber reduziert.

Durch beliebige Raster lässt sich die UV-Belichtung steuern: Dann werden Bahnen oder andere Strukturen auf dem Trägermaterial, der Silikonfolie, zu Silber reduziert. So lassen sich sehr schmale Leiterbahnen in Breiten von wenigen Mikrometern auf Silikonfolie herstellen. Die elektronische Verschaltung erscheint dann für den Betrachter durchsichtig.

Bisher gelang es den Forschern, diese neue Materialkombination im Laborformat, postkartengroß zu fertigen. Zukünftig wollen die Entwickler das Herstellungsprinzip in Kooperation mit interessierten Industriepartnern auf ein Rolle-zu-Rolle-Verfahren ausweiten. Dann werde eine schnelle, kostengünstige und umweltfreundliche Herstellung auch im Großformat möglich.

Ihre Ansprechpartner am Stand B46 in Halle 2:
Dr. Michael Opsölder
Jana Staudt

Ihr Experte am INM:
Dr. Peter William de Oliveira
INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien
Leiter Optische Materialien
Leiter InnovationsZentrum INM
Tel: 0681-9300-148
OptiMat@leibniz-inm.de

Das INM erforscht und entwickelt Materialien – für heute, morgen und übermorgen. Chemiker, Physiker, Biologen, Material- und Ingenieurwissenschaftler prägen die Arbeit am INM. Vom Molekül bis zur Pilotfertigung richten die Forscher ihren Blick auf drei wesentliche Fragen: Welche Materialeigenschaften sind neu, wie untersucht man sie und wie kann man sie zukünftig für industrielle und lebensnahe Anwendungen nutzen? Dabei bestimmen vier Leitthemen die aktuellen Entwicklungen am INM: Neue Materialien für Energieanwendungen, Neue Konzepte für medizinische Oberflächen, Neue Oberflächenmaterialien für tribologische Anwendungen sowie Nano-Sicherheit und Nano-Bio. Die Forschung am INM gliedert sich in die drei Felder Nanokomposit-Technologie, Grenzflächenmaterialien und Biogrenzflächen. Das INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien mit Sitz in Saarbrücken ist ein internationales Zentrum für Materialforschung. Es kooperiert wissenschaftlich mit nationalen und internationalen Instituten und entwickelt für Unternehmen in aller Welt. Das INM ist ein Institut der Leibniz-Gemeinschaft und beschäftigt rund 220 Mitarbeiter.

Weitere Informationen:

http://www.leibniz-inm.de
http://www.leibniz-gemeinschaft.de

Dr. Carola Jung | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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