Intelligente Verpackungen mit Sensoren, die etwa Nahrungsmittel wie Gemüse auf langen Transportwegen überwachen, sind ein Zukunftstrend. Doch solche «Einweg-Elektronik», die in Massen gedruckt wird, macht auch Probleme. Eine neue Lösung von Empa-Forschern soll Abhilfe schaffen.
Präziser, schneller, günstiger: Forschende in aller Welt arbeiten seit Jahren daran, elektrische Schaltungen mit additiven Verfahren wie Roboter-3-Druck herzustellen – mit grossem Erfolg, der mittlerweile allerdings zum Problem wird. Die Metallpartikel, die solche «Tinten» elektrisch leitfähig machen, verschärfen das Problem des Elektroschrotts. Zumal die Masse angesichts von neuartigen «Einweg-Sensoren», die teilweise nur einige Tage im Einsatz sind, künftig weiter steigen dürfte.
Die Eidgenössische Material- und Prüfungsanstalt Empa hat nach langer Forschung nun einen Weg gefunden, um solche Einweg-Sensoren – die immer häufiger beim Transport von Nahrungsmitteln eingesetzt werden – metallfrei, ungiftig und biologisch abbaubar zu machen. Gleichzeitig sollen sie gut verformbar und stabil gegenüber Feuchtigkeit und moderater Hitze sein.
Test mit PET-Streifen
Die Lösung gemäss einer Medienmitteilung: ein gelartiges Netzwerk aus Kohlenstoff, Graphit und Schellack. Alkohol dient dabei als Lösungsmittel, das nach dem Auftragen der Tinte verdampft, damit sie trocknet. Um die Eignung für reale Bauteile nachzuweisen, konstruierten die Forscher unter anderem einen Sensor für Verformungen: ein dünner PET-Streifen mit aufgedruckter Tintenstruktur, deren elektrischer Widerstand sich bei unterschiedlich starken Biegungen präzise änderte.
Daneben zeigten Tests auf Zugfestigkeit, Stabilität unter Wasser und andere Eigenschaften vielversprechende Resultate – und so ist das Forscherteam zuversichtlich, dass sich der neue Werkstoff, der bereits patentiert ist, in der Praxis bewähren könnte.
Quelle: STR Online – Text und Foto: Empa
