Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fraunhofer IWS verarbeitet n-leitende Polymere jetzt auch als Paste

09.09.2016

Bei der Suche nach n-leitenden Polymeren für gedruckte Elektronik ist das Fraunhofer IWS einen großen Schritt weiter gekommen. Den Dresdner Forschern ist es jetzt gelungen, ein im Jahr 2015 synthetisiertes n-leitendes Polymer so zu modifizieren, dass es sich als Paste verarbeiten und 3-dimensional drucken lässt.

Leitfähige Kunststoffe, für viele ist dies erst einmal ein Paradoxon, vor allem wenn man an jene Kunststoffe denkt, die uns tagtäglich umgeben. Dabei finden leitfähige Polymere bereits in verschiedenen technologischen Bereichen Anwendung, wie z. B. in Batterien, LCD-Bildschirmen, Transistoren, Solarzellen, etc.


Gedruckter TEG (Thermoelektrischer Generator) aus p- und n-leitendem Polymer und Silberkontaktierung

© Fraunhofer IWS Dresden

Tatsächlich ist seit den achtziger Jahren bekannt, dass die elektrische Leitfähigkeit von Polymeren bis an die Größenordnung von Metallen heranreichen kann. Sogar ein Nobelpreis für Chemie wurde für diese Entdeckung im Jahr 2000 verliehen.

Der wesentliche Unterschied zwischen Polymeren und Metallen besteht in dem für die Stromleitung verantwortlichen Ladungsträger. Während in Metallen Elektronen, also negative Ladungsträger, den Stromfluss ermöglichen sind in kommerziell verfügbaren elektrisch leitenden Polymeren Ladungsträger mit positiver Elementarladung (z. B. PEDOT:PSS) für die elektrische Leitung verantwortlich. Man spricht somit von p-Leitung.

Für den Aufbau von kompletten elektronischen Bauteilen wird jedoch neben p-leitendem auch n-leitendes Material benötigt. N-leitende Polymere stellen dabei in vielen technischen Anwendungen das Nadelöhr dar. Die elektrische Leitfähigkeit ist oft relativ niedrig und sowohl die strukturelle Integrität als auch die elektrischen Eigenschaften leiden unter Umwelteinflüssen.

2015 war es den IWS-Forschern der Gruppe „Drucken“ jedoch gelungen, ein n-leitfähiges Polymer mit einer um eine Größenordnung verbesserten Leitfähigkeit zu synthetisieren (im Vergleich zu Literaturwerten anderer n-leitender Polymere, http://www.iws.fraunhofer.de/de/presseundmedien/presseinformationen/2015/pressei...).

Einer Anwendung des n-leitenden Polymers stand allerdings noch eine weitere Herausforderung im Weg. Wie auch das p-leitende Vorbild PEDOT:PSS war das am IWS entwickelte Polymer nahezu unlöslich in allen bekannten Lösungsmitteln. Nun wurde auch diese Herausforderung gemeistert. Erstmals wurde ein aus p- und n-leitenden Polymeren bestehender thermo-elektrischer Generator (also ein Bauelement, welches aus Temperaturunterschieden elektrische Leistung generiert) aufgebaut und getestet. Die Dresdner Forscher werden ihre Ergebnisse unter anderem auf der „14th European Conference on Thermoelectrics“ in Lissabon vorstellen.

Materialentwicklung, Systemdesign und Produktionstechnologien für die Fertigung von flexiblen thermoelektrische Generatoren sind auch Gegenstand des Workshops „Energy Harvesting Systems – FlexTEG“, der am 26. und 27. September 2016 am Fraunhofer IWS Dresden stattfindet. Weitere Informationen dazu unter: http://www.iws.fraunhofer.de/flexteg.

Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:

Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden
01277 Dresden, Winterbergstr. 28

Lukas Stepien
Telefon: +49 351 83391-3092
Fax: +49 351 83391-3300
E-Mail: lukas.stepien@iws.fraunhofer.de

Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Dr. Ralf Jäckel
Telefon: +49 351 83391-3444
Fax: +49 351 83391-3300
E-Mail: ralf.jaeckel@iws.fraunhofer.de

Internet:
http://www.iws.fraunhofer.de und
http://www.iws.fraunhofer.de/de/presseundmedien/presseinformationen.html

Weitere Informationen:

http://www.iws.fraunhofer.de/de/presseundmedien/presseinformationen.html
http://www.iws.fraunhofer.de/flexteg

Dr. Ralf Jaeckel | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Mikro-Überlebenskünstler: Archaeen bewältigen biologische Methanisierung trotz Asche und Teer
27.02.2020 | Deutsches Biomasseforschungszentrum

nachricht Besser klettern mit virtuellem Mentor
25.02.2020 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wissenschaftler beleuchten aktuellen Stand der Anwendung des Maschinenlernens bei Forschung an aktiven Materialien

Verfahren des Maschinenlernens haben durch die Verfügbarkeit von enormen Datenmengen in den vergangenen Jahren einen großen Zuwachs an Anwendungen in vielen Gebieten erfahren: vom Klassifizieren von Objekten, über die Analyse von Zeitreihen bis hin zur Kontrolle von Computerspielen und Fahrzeugen. In einem aktuellen Review in der Zeitschrift „Nature Machine Intelligence“ beleuchten Autoren der Universitäten Leipzig und Göteborg den aktuellen Stand der Anwendung und Anwendungsmöglichkeiten des Maschinenlernens im Bereich der Forschung an aktiven Materialien.

Als aktive Materialien bezeichnet man Systeme, die durch die Umwandlung von Energie angetrieben werden. Bestes Beispiel für aktive Materialien sind biologische...

Im Focus: Computersimulationen stellen bildlich dar, wie DNA erkannt wird, um Zellen in Stammzellen umzuwandeln

Forscher des Hubrecht-Instituts (KNAW - Niederlande) und des Max-Planck-Instituts in Münster haben entdeckt, wie ein essentielles Protein bei der Umwandlung von normalen adulten humanen Zellen in Stammzellen zur Aktivierung der genomischen DNA beiträgt. Ihre Ergebnisse werden im „Biophysical Journal“ veröffentlicht.

Die Identität einer Zelle wird dadurch bestimmt, ob die DNA zu einem beliebigen Zeitpunkt „gelesen“ oder „nicht gelesen“ wird. Die Signalisierung in der Zelle,...

Im Focus: Bayreuther Hochdruck-Forscher entdecken vielversprechendes Material für Informationstechnologien

Forscher der Universität Bayreuth haben ein ungewöhnliches Material entdeckt: Bei einer Abkühlung auf zwei Grad Celsius ändern sich seine Kristallstruktur und seine elektronischen Eigenschaften abrupt und signifikant. In diesem neuen Zustand lassen sich die Abstände zwischen Eisenatomen mithilfe von Lichtstrahlen gezielt verändern. Daraus ergeben sich hochinteressante Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Informationstechnologien. In der Zeitschrift „Angewandte Chemie – International Edition“ stellen die Wissenschaftler ihre Entdeckung vor. Die neuen Erkenntnisse sind aus einer engen Zusammenarbeit mit Partnereinrichtungen in Augsburg, Dresden, Hamburg und Moskau hervorgegangen.

Bei dem ungewöhnlichen Material handelt es sich um ein Eisenoxid mit der Zusammensetzung Fe₅O₆. In einem Hochdrucklabor des Bayerischen Geoinstituts (BGI),...

Im Focus: Von China an den Südpol: Mit vereinten Kräften dem Rätsel der Neutrinomassen auf der Spur

Studie von Mainzer Physikern zeigt: Experimente der nächsten Generation versprechen Antworten auf eine der aktuellsten Fragen der Neutrinophysik

Eine der spannendsten Herausforderungen der modernen Physik ist die Ordnung oder Hierarchie der Neutrinomassen. Eine aktuelle Studie, an der Physiker des...

Im Focus: High-pressure scientists in Bayreuth discover promising material for information technology

Researchers at the University of Bayreuth have discovered an unusual material: When cooled down to two degrees Celsius, its crystal structure and electronic properties change abruptly and significantly. In this new state, the distances between iron atoms can be tailored with the help of light beams. This opens up intriguing possibilities for application in the field of information technology. The scientists have presented their discovery in the journal "Angewandte Chemie - International Edition". The new findings are the result of close cooperation with partnering facilities in Augsburg, Dresden, Hamburg, and Moscow.

The material is an unusual form of iron oxide with the formula Fe₅O₆. The researchers produced it at a pressure of 15 gigapascals in a high-pressure laboratory...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

CLIMATE2020 – Weltweite Online-Klimakonferenz vom 23. bis 30. März 2020

26.02.2020 | Veranstaltungen

Automatisierung im Dienst des Menschen

25.02.2020 | Veranstaltungen

Genomforschung für den Artenschutz - Internationale Fachtagung in Frankfurt

25.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bonner Mediziner etablieren weltweit neues, leicht tragbares Ultraschallsystem aus den USA für die Lehre am Krankenbett

27.02.2020 | Medizintechnik

Gegen multiresistente Tuberkulose-Erreger: Mit künstlicher Intelligenz neuen Wirkstoffkombinationen auf der Spur

27.02.2020 | Medizin Gesundheit

Mikro-Überlebenskünstler: Archaeen bewältigen biologische Methanisierung trotz Asche und Teer

27.02.2020 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics