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Neuer Kunststoff leitet Strom so gut wie Metall

24.02.2011
Großes Anwendungspotenzial für flexibles Polymer-Material

Normalerweise dient Kunststoff als Isolator beispielsweise für Kupferkabel. Doch ein australisches Forscherteam hat es nun mittels Ionenstrahl-Technik geschafft, Kunststoff zu fertigen, der Strom so gut leitet wie ein Metall.


Biegeprobe: Ein Stück des leitenden Kunststoffs (Foto: Adam Micolich)

"Das schafft neue Möglichkeiten für die Herstellung von Kunststoff-Elektronik", sagt Adam Micolich, Professor für den Bereich Nanoelektronik an der University of New South Wales. Das entstandene Material ist nicht nur ein ausgezeichneter Leiter, sondern auch flexibel und preisgünstig. Zudem ist den Forschern zufolge selbst supraleitender Kunststoff denkbar.

Halbleiter-Vorbild

In der Mikroelektronik sind Ionenstrahl-Verfahren eine gängige Methode, um die Eigenschaften von Halbleitern wie Silizium zu beeinflussen. Den Australiern ist es nun gelungen, auf diese Art auch den Kunststoff Polyetheretherketon (PEEK) zu behandeln. Sie haben eine dünne Zinn-Schicht auf den Isolator aufgebracht und das Metall dann mittels Ionenstrahl in die Oberfläche des Kunststoffs eingearbeitet. So ist ein robustes, flexibles Material entstanden, das ausgezeichnet Strom leitet und günstig in der Fertigung ist.

Um zu zeigen, dass der leitende Kunststoff wirklich für praktische Anwendungen geeignet ist, hat das Forscherteam daraus ein Widerstandsthermometer gebaut. Derartige Messgeräte beruhen auf der temperaturabhängigen Änderung des elektrischen Widerstandes. Im industriellen Bereich sind bislang Modelle gängig, die das teuere Edelmetall Platin nutzen. Das könnte sich dank der Neuentwicklung ändern. Denn die Wissenschaflter konnten zeigen, dass ihr Kunststoff-Thermometer mindestens ebenso genau ist wie aktuelle Platin-Modelle.

Gewaltiges Potenzial

Der leitfähige Kunststoff hat nach Ansicht der Forscher allgemein sehr großes Anwendungspotenzial nicht nur im Bereich flexibler Elektronik. Er könnte "sogar als Supraleiter dienen und Strom ohne Widerstandd leiten, wenn ausreichend gekühlt", so Paul Meredith, Physikprofessor an der University of Queensland http://uq.edu.au . Dabei ist das Material einfach mit gängiger Ausrüstung zu fertigen.

Ein weiterer Vorteil ist den Forschern zufolge, dass mit ihrer Methode die Leitfähigkeit des Materials um zehn Größenordnungen variiert werden kann. "Theoretisch können wir Kunststoff fertigen, der keinerlei Strom leitet oder aber ebenso gut wie Metalle - und auch alles dazwischen", sagt Andrew Stephenson, Physik-Postdoktorand in Queensland. Daher gehen die Wissenschaftler davon aus, dass ihre Entwicklung eine große Rolle gerade bei zukünftiger Kunststoff-Elektronik spielen wird.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://unsw.edu.au

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