Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dehnbare Silizium-Chips für flexible Elektronik

31.03.2008
Anwendungen in der Biomedizin als Forschungsschwerpunkt

Forscher haben erstmals einen flexiblen Chip auf Silizium-Basis entwickelt. Er kann in komplexe Formen, etwa die einer Sphäre oder jene von Körperteilen, gebracht werden und erleidet auch bei starker Verformung keine Leistungsverluste.

"Die Annahme, dass Silizium nicht für solche Anwendungen geeignet ist, weil es inhärent zu brüchig und steif ist, ist verworfen worden", erklärt der an der Entwicklung beteiligte Professor der University of Illinois at Urbana-Champaign (UIUC) John Rogers. Damit öffnen sich der langjährig bewährten Silizium-Elektronik neue Anwendungsmöglichkeiten.

Die Forscher haben sich bei der Entwicklung daran orientiert, dass dünnere Materialien in der Regel auch flexibler sind und haben die Gesamtdicke ihres Chips auf 1,5 Mikrometer gedrückt. Das ist allerdings nicht der ganze Trick. "Wir haben herausgefunden, wie wir hochwertige Elektronik von den üblichen, steifen, brüchigen Halbleiter-Wafers trennen und sie mit weichem Gummi verbinden", erklärt Rogers gegenüber pressetext. Das Silizium wird dabei auf einen deformierten Gummi-Träger aufgebracht, der danach wieder entspannt wird. Das Ergebnis sind Schaltkreise mit einer Art Wellenstruktur, die voll reversibel gedehnt oder komprimiert werden können. Die Leistung ist dabei mit jener von klassischer Silizium-Chips vergleichbar, was einen Vorteil gegenüber flexibler Elektronik auf Basis organischer Halbleiter darstellt.

"Die Anwendungen, die uns am spannendsten erscheinen, liegen im biomedizinischen Bereich", so Rogers. Genau hier galt Silizium-Elektronik bisher als wenig attraktiv, da die Schaltkreise rigide waren. Das Team lege mit seinen Forschungsbemühungen den Schwerpunkt auf diesen Bereich. Ein Beispiel ist eine Zusammenarbeit mit Brian Litt an der University of Pennsylvania http://www.upenn.edu im Bereich der Diagnose und Therapie bei Epilepsie. "Wir arbeiten an dehnbaren Platten mit Sensoren und Elektronik, die direkt an der Oberfläche des Gehirns eines Epilepsiepatienten integriert werden können", erklärt Rogers. Ziel ist es, durch Beobachtung der Gehirntätigkeit epileptische Anfälle vorhersagen und durch elektrische Stimuli sogar verhindern zu können. Zwar sei das noch nicht gelungen, doch seien bereits erste Prototypen der entsprechenden Schaltkreise entstanden.

Die aktuelle Forschungsarbeit wurde vom Journal Science in dieser Woche online veröffentlicht und baut auf einer rund zwei Jahre alten Arbeit auf. Gemeinsam mit noch zu veröffentlichen Forschungsergebnissen bildet es "eine Roadmap, um beinahe jede mechanische Charakteristik in Schaltkreisen von beinahe beliebiger Komplexität zu erreichen", so Rogers. Er rechnet damit, dass es in drei bis fünf Jahren erste kommerzielle Anwendungen der dehnbaren Elektronik geben wird. "Ich denke, dass das biomedizinische Geräte für die Prothetik, das Monitoring oder die Therapie sein werden", meint der Wissenschaftler.

Thomas Pichler | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.uiuc.edu
http://www.sciencemag.org

Weitere Berichte zu: Elektronik Silizium-Elektronik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Roboter-Navigation über die Cloud
11.12.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Neuer Kaba Zylinder mit Service-Funktion: Zeitlich begrenzter Zutritt für Servicepersonal
07.12.2017 | dormakaba Deutschland GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mit Quantenmechanik zu neuen Solarzellen: Forschungspreis für Bayreuther Physikerin

12.12.2017 | Förderungen Preise

Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen

12.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

E-Mobilität: Neues Hybridspeicherkonzept soll Reichweite und Leistung erhöhen

12.12.2017 | Energie und Elektrotechnik