Silber-Stift schreibt Schaltkreise

US-Ingenieure haben einen Kugelschreiber entwickelt, der Leiterbahnen auf Papier, Holz oder anderen Oberflächen zeichnet. Dabei kommt eine Silber-Tinte ähnlich bestimmten Ansätzen für gedruckte Elektronik zu Einsatz, um damit praktisch Schaltkreise zu schreiben.

„Der Stift-basierte Druck erlaubt es, elektronische Geräte zu improvisieren“, sagt Jennifer Lewis, Professorin für Materialwissenschaften und Werkstofftechnik an der University of Illinois. Möglich sind beispielsweise leitende Briefe oder Kunstwerke, die LEDs mit Strom versorgen.

Günstig und umkompliziert

Zwar gibt es schon Tintenstrahl-Druckverfahren, die mit metallischen Tinten Elektronik auf Materialien wie Papier fertigen. Doch das Team aus Illinois sieht in seinem Silber-Kugelschreiber einen nächsten großen Schritt. „Der wesentliche Vorteil des Stifts ist, dass er die für Tintenstrahl- und anderen Druckverfahren meist nötigen teuren Drucker und Druckköpfe durch ein günstiges, tragbares Schreibgerät ersetzt“, erklärt Lewis. Damit erspart sich der Nutzer zudem den Programmieraufwand, der mit dem Druck von Elektronik verbunden ist.

Mit dem Stift kann ein Nutzer also praktisch jederzeit und überall bei Bedarf Schaltkreise auf rauen Materialien wie Papier schreiben. Wenn die Tinte auftrocknet, bleiben nämlich silberne Leiterbahnen zurück. Diese Bahnen behalten ihre Leitfähigkeit auch dann, wenn beispielsweise ein Blatt Papier mehrfach gebogen oder gar gefaltet wird. Um das zu demonstrieren, haben die Forscher unter anderem eine flexible LED-Anzeige auf Papier realisiert, bei der geschriebene Leiterbahnen die Leuchtelemente mit Strom versorgen.

Persönliche Elektronik

Während bei Elektronik-Druckverfahren oft die günstige Massenfertigung von Elementen wie Dünnschicht-Solarzellen im Vordergrund steht, ist der Silber-Stift eher für den Büro- und Hausgebrauch gedacht. „Das ist ein wichtiger Schritt in Richtung 'Desktop Manufacturing' mit sehr günstigen, verbreiteten Drucktechniken“, sagt Lewis. Im Prinzip könnte der Schreiber eine ähnlich persönliche Fertigung von Elektronik ermöglichen, wie das mit 3D-Druckern für diverse Objekte in Aussicht steht. Als nächstes wollen die Forscher auch weitere Tinten entwickeln, die ein Schreiben mit weiteren leitenden Materialien erlauben.

Dass der Stift neue künstlerische Möglichkeiten eröffnet, zeigt eine Zeichnung, deren Linien eine einzelne schmükende LED mit einer Batterie am Rand des Papiers verbinden. Für echte Elektronikbastler interessanter ist wohl das Anwendungsbeispiel, eine dreidimensionale Radioantenne einfach auf Papier zu zeichnen. Interessenten müssen sich vorerst jedenfalls gedulden – dazu, ob oder wann Schaltkreis-Stifte in den Handel kommen werden, haben die Forscher noch keine Angaben gemacht.