Graphen von der Rolle: Serienfertigung von Elektronik aus 2D-Nanomaterialien

Rolle-zu-Rolle-Testanlage Bildquelle: Fraunhofer IPT

Besonders interessiert an hochleistungsfähiger Elektronik aus 2D-Materialien ist die Automobilindustrie, die diese in Schaltern mit transparenten Leiterbahnen, Symbolbeleuchtung oder Tageslichtsensoren einsetzen könnte. Aber auch in der Energieerzeugung und -speicherung sowie in der Medizintechnik finden sich Anwendungsfelder für graphenbeschichtete Folien und Bauteile.

Die Partner im Forschungsprojekt »HEA2D« entwickeln deshalb eine durchgängige Verarbeitungskette, die verschiedene Abscheideverfahren von 2D-Materialien auf Metallsubstrate, Verfahren für den Transfer auf Polymerfolien sowie die serientaugliche Übertragung auf Kunststoff-Spritzguss-Bauteile umfasst.

Um die 2D-Materialien, die durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD, Chemical Vapor Deposition) bereits großflächig auf Kupferfolie hergestellt werden können, für die Weiterverarbeitung im Spritzgussverfahren nutzbar zu machen, erforscht das Fraunhofer IPT die Übertragung auf Kunststofffolien.

Für den ressourceneffizienten und gleichzeitig kostenünstigen Transfer der zweidimensionalen Graphenschichten auf die Polymerfolien setzen die Aachener Forscher auf ein neues Rolle-zu-Rolle-Anlagenkonzept. Hier kommen verschiedene technische Verfahren wie der Schlitzdüsenauftrag flüssiger Polymere mit In-situ-Vernetzung oder das Laminieren von Transferfolien in Frage.

Beide Alternativen untersucht das Fraunhofer IPT gemeinsam mit der Coatema Coating Machinery GmbH. Die Graphen-Proben für die Versuche werden von der Universität Duisburg-Essen bereitgestellt.

Die Qualität des Transferprozesses und des Graphens analysieren und bewerten Forscher der Universitäten Siegen und Duisburg-Essen, die ebenfalls am Projekt mitwirken. Auf der Basis der experimentellen Untersuchungen soll dann ein vollständiges Anlagenkonzept zum effizienten Transfer von Graphen auf Polymer-Substrate erarbeitet werden.

Als Ergebnis des Projekts soll am Ende eine durchgängige Prozesskette zur Herstellung graphenbeschichteter Bauteile stehen. Diese reicht von der Simulation des CVD-Wachstums von Graphen über die kontinuierliche Abscheidung auf großflächige Metallsubstrate im Rolle-zu-Rolle-Verfahren bis zum Transfer des abgeschiedenen Materials auf Polymerfolien und zur Integration der Folien in Kunststoffkomponenten durch Spritzgieß- und Heißprägeverfahren. Die Entwicklungen zum letzten Prozessschritt werden mithilfe des Kunststoff-Instituts Lüdenscheid durchgeführt.

Die Leistungsfähigkeit der neuen Prozesskette soll abschließend anhand ausgewählter Prototypen, einer Folientastatur sowie Tageslichtsensoren, Photodetektoren und Symbolbeleuchtungselementen auf Folie, validiert werden.

Partner im Projekt »HEA2D – Herstellung, Eigenschaften und Anwendungen von 2D-Nanomaterialien«:

– Aixtron SE, Herzogenrath (Konsortialführung)
– Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
– Universität Siegen
– Universität Duisburg-Essen
– Coatema Coating Machinery GmbH, Dormagen
– Kunststoff-Institut für mittelständische Wirtschaft NRW GmbH (K.I.M.W), Lüdenscheid

Das Forschungsprojekt »HEA2D – Herstellung, Eigenschaften und Anwendungen von 2D-Nanomaterialien« wird durch Mittel des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) 2014-2020 gefördert.

Kontakt

Dipl.-Ing. Martin Priwisch
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Steinbachstraße 17
52074 Aachen
Telefon +49 241 8904-393
martin.priwisch@ipt.fraunhofer.de
www.ipt.fraunhofer.de

Diese Pressemitteilung und ein druckfähiges Foto finden Sie auch im Internet unter
http://www.ipt.fraunhofer.de/de/presse/Pressemitteilungen/20160720-graphen-von-d…

http://www.ipt.fraunhofer.de/de/presse/Pressemitteilungen/20160720-graphen-von-d…
http://www.ipt.fraunhofer.de/de/kompetenzen/Produktionsmaschinen/Projekte/hea2d….

Media Contact

Susanne Krause Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften

Die Materialwissenschaft bezeichnet eine Wissenschaft, die sich mit der Erforschung – d. h. der Entwicklung, der Herstellung und Verarbeitung – von Materialien und Werkstoffen beschäftigt. Biologische oder medizinische Facetten gewinnen in der modernen Ausrichtung zunehmend an Gewicht.

Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Artikel über die Materialentwicklung und deren Anwendungen, sowie über die Struktur und Eigenschaften neuer Werkstoffe.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Druck- und Temperaturmessung im Wälzkontakt

… unter Mischreibung dank innovativem Dünnschicht-Multisensor. Die Messung von Druck und Temperatur spielt eine entscheidende Rolle in verschiedenen technischen Anwendungen von Wälzlagern über Verzahnungen bis hin zu Dichtungen. Vor allem…

Wie Zellen die Kurve kriegen

Die Krümmung einer Oberfläche bestimmt das Bewegungsverhalten von Zellen. Sie bewegen sich bevorzugt entlang von Tälern oder Rillen, während sie Erhebungen meiden. Mit diesen Erkenntnissen unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für…

Herzinsuffizienz: Zwei Jahre mit Herzpflaster

Patient berichtet über Erfahrungen. Weltweit einzigartig: Patient*innen mit Herzschwäche wurde im Rahmen einer Studie der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) und des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein (UKSH) im Labor gezüchtetes Herzgewebe implantiert. Das sogenannte…

Partner & Förderer