Center Smart Materials and Adaptive Systems CeSMASUPERSMART: Scale-Up von SMARTen-Materialien für gedruckte und recycelbare Elektronik
Das Ziel des SUPERSMART-Projekts ist die Industrialisierung von funktionellen Schlüsselmaterialien zur Sicherung der materialrelevanten Wertschöpfungskette für die gedruckte Elektronik. Dabei stehen folgende Anwendungsfälle im Vordergrund:
Papierbasierte Elektronik ebnet den Weg zu intelligenten Zeitungen, intelligenten Etiketten und weiteren papierbasierten Produkten. Im Vergleich zu Polymersubstraten bieten Papiersubstrate den Vorteil, weitestgehend auf ölbasierten Rohstoffe zu verzichten und sie sind leichter zu recyceln, was den CO2-Fußabdruck verringert. Als elektronisches Substrat eignet sich nur hochwertiges Papier mit geringer Oberflächenrauhigkeit. Elektronik auf der Basis von Metalloxiden wird häufig in großflächiger Elektronik wie z. B. Display-Backplanes eingesetzt. Transparenz und hohe Ladungsträgermobilität können durch diese Art von Material erreicht werden. Da Metalloxide als Nasschemikalien für additive Druckverfahren hergestellt werden können, kann der Einsatz schädlicher Ätzlösungen umgangen und die Menge der verwendeten Materialien minimiert werden. Es müssen keine energieintensiven Vakuumprozesse eingesetzt werden. In SUPERSMART werden Metalloxide auf der Basis von Zink-Zinn-Oxiden hochskaliert, wodurch der Einsatz von knappen Materialien wie Indium und Gallium vermieden wird.
Drucksensor-Arrays auf der Basis von Piezopolymeren vermeiden die Verwendung von Blei wie bei herkömmlichen Piezokeramiken. Da Piezopolymere als druckbare Paste / Tinte formuliert werden können, wird die Herstellung von beliebigem Sensordesign und großflächigen Sensoren bis hin zu minimierten Sensorzellen-Arrays ermöglicht. Die Verarbeitung bei niedrigen Temperaturen öffnet den Weg zur Verwendung flexibler Substrate (auf Polymer- oder Papierbasis). Pyroelektrische Effekte (Querempfindlichkeit gegen thermische Veränderungen) können vollständig unterdrückt werden.
Nahfeldkommunikationsgeräte können in Smart Labels oder Smart Cards integriert werden. Die Prozessanpassung zur Beschichtung von polymeren oder papierbasierten Substraten führt zu kostengünstigen Produktionsprozessen mit hohem Durchsatz und ebnet den Weg zur allgegenwärtigen Elektronik.
