Forscher der Stanford University haben einen Halbleiter entwickelt, der das Problem des Elektroschrotts lösen könnte. Das neue "Wundermaterial" ist nicht nur eines der leichtesten und dünnsten, sondern auch äußerst flexibel und leicht biologisch abbaubar. [...]
Einige Tropfen einer schwachen Säure wie Essig reichen, um das Polymer aufzulösen. Anwendungsbereiche sind vielseitig und erstrecken sich von verschiedenen Wearables bis hin zu großangelegten Umweltstudien.
Menschliche Haut als Vorbild
„Meine Forschungsgruppe versucht, die Funktionen menschlicher Haut nachzuahmen, um spannende neue Ansätze für die Entwicklung der Elektronik von morgen zu finden“, erklärt Projektleiterin Zhenan Bao vom Department of Chemical Engineering. Haut sei ein gutes Vorbild, da sie über besonders interessante Eigenschaften verfüge.
„Meine Forschungsgruppe versucht, die Funktionen menschlicher Haut nachzuahmen, um spannende neue Ansätze für die Entwicklung der Elektronik von morgen zu finden“, erklärt Projektleiterin Zhenan Bao vom Department of Chemical Engineering. Haut sei ein gutes Vorbild, da sie über besonders interessante Eigenschaften verfüge.
„Sie ist dehnbar, selbstheilend und biologisch abbaubar – eine äußerst attraktive Liste von Eigenschaften für elektronische Geräte“, betont Bao. Die ersten beiden Eigenschaften hat die Forscherin bereits in früheren Projekten realisiert. „Nun haben wir auch das letzte Ziel erreicht“, freut sich Bao.
Bei der Entwicklung konzentrierten sich die Experten auf die chemische Struktur des flexiblen Materials, sodass es schon bei der Einwirkung eines relativ geringen Stressfaktors in sich zusammenbricht. „Das Resultat war ein Halbleiter, der ein elektronisches Signal übertragen kann, dessen chemischer Zusammenhalt aber bereits auf schwache Säure sehr sensibel reagiert und deshalb keine extremen Maßnahmen benötigt, um sich aufzulösen“, sagt Bao.
Viele Anwendungsmöglichkeiten
Die Kombination aus Eigenschaften macht das Material für viele Anwendungen interessant: „Wir könnten uns weiche Pflaster vorstellen, die sehr dünn sind und sich auf der Haut sehr bequem anfühlen, die verschiedene Gesundheitswerte wie den Blutdruck, den Glukosespiegel oder die Inhaltsstoffe im Schweiß erfassen“, meint die Wissenschaftlerin. Nach einem Tag oder einer Woche würde sich das smarte Pflaster dann einfach selbst auflösen. „Für solche Kurzzeiteinsätze ist abbaubare Elektronik perfekt geeignet“, ist Bao überzeugt.
Die Kombination aus Eigenschaften macht das Material für viele Anwendungen interessant: „Wir könnten uns weiche Pflaster vorstellen, die sehr dünn sind und sich auf der Haut sehr bequem anfühlen, die verschiedene Gesundheitswerte wie den Blutdruck, den Glukosespiegel oder die Inhaltsstoffe im Schweiß erfassen“, meint die Wissenschaftlerin. Nach einem Tag oder einer Woche würde sich das smarte Pflaster dann einfach selbst auflösen. „Für solche Kurzzeiteinsätze ist abbaubare Elektronik perfekt geeignet“, ist Bao überzeugt.
Derart leicht zersetzbare elektronische Bauteile könnten aber auch in ganz anderen Bereichen ihr Potenzial ausspielen. „Solche Komponenten könnten an Orten für Studien zum Einsatz kommen, die ansonsten nur schwer zugänglich wären. Man könnte etwa abbaubare Elektroniksensoren von einem Flugzeug aus über einem unwegsamen Waldstück abwerfen, um dort die Umweltbedingungen zu erfassen und zu überwachen. Dabei würde kein Plastikmüll zurückgelassen, weil sich die Sensoren einfach selbst auflösen.“
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