Sensoren, die man drucken kann

Das Handy ist ausgeschaltet. Doch ein Fingerzeig genügt, damit das Startmenü erscheint. Eine Berührung des Displays ist nicht erforderlich. Diese »Fernbedienung« ermöglicht ein auf dem Handy angebrachter Polymersensor, der wie die menschliche Haut auf kleinste Temperaturschwankungen und Druckunterschiede reagiert und den Finger bereits erkennt, wenn er sich nähert.

Das Szenario ist fiktiv, könnte aber in einigen Jahren Realität sein. Dafür setzen sich Forscher des EU-Projekts 3Plast ein, kurz für »Printable pyroelectrical and piezoelectrical large area sensor technology«. Die beteiligten Unternehmen aus Industrie und Forschung haben es sich zum Ziel gesetzt, Druck- und Temperatursensoren herzustellen, die sich kostengünstig in Massenproduktion auf Folie drucken und flexibel auf unterschiedlichen Alltagsgegenständen wie elektronischen Geräten anbringen lassen.

Koordiniert wird das mit 2,2 Millionen Euro geförderte Projekt vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg. »Der Sensor besteht aus pyro- und piezoelektrischen Polymeren, die jetzt in massentauglichen Produktionsverfahren – etwa per Siebdruck – verarbeitet werden können. Der Sensor ist mit einem organischen Transistor kombiniert, welcher das Sensorsignal verstärkt. »Dort wo es am stärksten ist, befindet sich der Finger,« erklärt Gerhard Domann, der Leiter des Projekts. »Das Besondere an unserem Sensor: Der Transistor lässt sich ebenfalls drucken.«

Beim Herstellen der Polymersensoren sind jedoch noch Hürden zu nehmen: Um druckbare Transistoren anzufertigen, müssen die Isolationsmaterialien sehr dünn sein. Hier ist es den Experten vom ISC gelungen, einen Isolator mit einer Schichtdicke von lediglich 100 Nanometer zu fertigen. Die ersten Sensoren konnten die Forscher bereits auf Folie drucken. Derzeit arbeiten sie an optimierten Transistoren, die auch sehr schnelle Temperatur- und Druckänderungen verstärken können.

»Indem gewöhnliche Alltagsgegenstände mit Hilfe der Druck- und Temperatursensoren Informationen über ihre Umgebung erhalten – etwa, ob sich ein Mensch in unmittelbarer Nähe befindet – können wir neuartige Geräte realisieren und neue Märkte erschließen, die sich per Fingerzeig steuern lassen,« freut sich Domann. Der Forscher sieht weitere Einsatzmöglichkeiten für die Technik in der Automobil- und der Baubranche sowie in der Robotertechnologie. »Das Projekt läuft bis Januar 2011, wir gehen aber davon aus, dass es noch einige Jahre dauern wird, bis die Sensoren großflächig gedruckt werden.«