WWU-Physiker entwickeln neuartige flexible Schaltkreise
Flexible Elektronik ist ein Zauberwort für elektronische Anwendungen der Zukunft: Biegsam und gleichzeitig stabil sollen neuartigen Materialien sein, die bei niedrigen Spannungen beispielsweise für flexible Displays oder „intelligente“ Verpackungen eingesetzt werden können. Physiker um Dr. Deyang Ji und Prof. Dr. Harald Fuchs stellen nun neue Polymerverbindungen vor, die besonders gut geeignet sind, um als sogenannte flexible aktive Elemente für elektronische Anwendungen eingesetzt zu werden. Die Arbeit, die in Kooperation mit Wissenschaftlern des Chemie-Instituts der Chinese Academy of Sciences in Peking und der Jiao Tong University in Shanghai durchgeführt wurde, ist in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.
„Aktive Elemente“ in der Elektronik zeichnen sich dadurch aus, dass sie als Schalter beziehungsweise Steuerelemente genutzt werden können – beispielsweise, um Licht in Elektrizität umzuwandeln. „Bei flexiblen elektronischen Elementen hapert es meist an Stabilität und Leitfähigkeit. Durch eine geschickte Kombination von chemischen Substanzen und physikalischen Maßnahmen haben wir für unsere Schaltkreise nun eine Lösung gefunden, die die bisherigen Standards deutlich übertrifft“, sagt Nanophysiker Harald Fuchs. „Die Polymerverbindungen enthalten beispielsweise besonders dicht gepackte Molekülketten, und durch polarisierte Oberflächen optimieren wir die Leitfähigkeit“, ergänzt Deyang Ji.
Die neuen elektronischen Schaltkreise sind nicht nur flexibel, stabil und leistungsfähig, sondern auch einfach und kostengünstig herzustellen. „Wenn eine Firma Interesse hat, könnte sie leicht in die Massenproduktion einsteigen“, so die Einschätzung von Harald Fuchs, Direktor am Physikalischen Institut der WWU und wissenschaftlicher Leiter des münsterschen „Center for NanoTechnology“ (CeNTech). Mögliche Anwendungsgebiete sind beispielsweise flexible Solarzellen oder faltbare Displays.
Die Arbeiten der Münsteraner wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 858 "Synergistische Effekte in der Chemie“ und des deutsch-chinesischen Transregio-Sonderforschungsbereichs 61 (TRR 61) unterstützt.
Originalpublikation:
Deyang Ji et al. (2018): Copolymer dielectrics with balanced chain-packing density and surface polarity for high-performance flexible organic electronics. Nature Communications volume 9, Article number: 2339; DOI: 10.1038/s41467-018-04665-z