Kompostierbare Elektronik aus dem 3D-Drucker

Foto: kit.edu

Weniger Elektroschrott: Halbleiter und Farbstoffe aus Pflanzenextrakten oder Isolatoren aus Gelatine könnten schon bald als gedruckter Elektronik aus kompostierbaren Natur-Materialen den Abfallberg durch immer neue Elektronik schwinden lassen. Daran arbeiten jetzt Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Die Bauteile aus dem 3D-Drucker sagen den jährlich knapp zwei Mio. Tonnen Elektroschrott den Kampf an.

Laut einer Meldung der Presseagentur Pressetext stehen dabei biologisch leicht abbaubare Materialien im Fokus. „Diese sind zwar nicht so langlebig wie die anorganischen Alternativen, doch die Lebensdauer von Einwegelektronik überstehen sie schadlos“, zitiert die Agentur Gerado Hernandez-Sosa. Er leitet die Nachwuchsforschergruppe Biolicht am KIT. Die Elektronik könne, sobald sie ausgedient hat, einfach in den Biomüll oder auf den Kompost werfen. Sie verrotte wie eine Bananenschale.

 

Elektronik auf Kohlenstoffbasis aus dem 3D-Drucker

 

Für gedruckte Elektronik, etwa für organische Leuchtdioden (OLEDs), gelte dies bislang nicht, zitiert pressetext die Wissenschaftler. Organisch seien alle Kunststoffe auf Kohlenstoffbasis. „Über die Umweltverträglichkeit sagt der Begriff allein noch nicht aus“, beschreibt Hernandez-Sosa laut der Agentur die Materialbeschaffenheit. Beispielsweise sei die Trägerfolie von OLEDs - das Papieräquivalent für elektronische Tinten - aus dem gleichen Plastik wie herkömmliche Getränkeflaschen.

Die Karlsruher Forscher nutzen nur Materialien, die in der Natur vorkommen. Als Trägerfolien etwa Speisestärke, Zellulose oder Chitin. Auf Metalle und Halbmetalle, wie Silizium, verzichten sie fast komplett. Der Vorteil von Plastik: Es ist biegsam, billig und lässt sich zu kilometerlangen Druckerfolien verarbeiten. Diese Technologie ermöglicht es, etwa Aufkleber mit elektronischer Ampel für Haltbarkeitsdaten oder Pflaster mit eingebauten Sensoren, die den Heilungsprozess überwachen, im industriellen Maßstab herzustellen.

 

Noch suchen die Forscher kompostierbare Materialien

 

Zunächst müssen die Forscher elektronische Bauteile auf die kompostierbaren Folien drucken. Ihre Funktion hängt von der Tinte ab: Anstelle von Farbpartikeln sind darin leitende, halbleitende oder nichtleitende, also isolierende, Materialien gelöst. Nach dem Auftragen trocknet das Lösemittel und die zurückbleibende Schicht bildet das entsprechende Bauteil. Ziel der Forscher ist es, biologisch abbaubare Tinten zu entwickeln, die auf das neue Folienmaterial abgestimmt sind und gleichzeitig mit bestehenden Geräten gedruckt werden können.

„Hersteller organischer Elektronik können so auf die umweltfreundlichen Materialien umsteigen, ohne ihr Druckerarsenal auszutauschen", so Hernandez-Sosa. Für die Tinten müssen die Experten nun umweltverträgliche Materialien mit den gewünschten elektrischen Eigenschaften identifizieren. Beispielsweise eignet sich die Hartgelatine, aus der Medikamentenkapseln bestehen, zum Isolieren.


red

 

 

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