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Gedruckte Elektronik Leitfähige Tinte zum Bedrucken elektronischer Mode entwickelt

Von Sebastian Gerstl

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Forscher der Universität Tokio haben eine Form leitender Tinte entwickelt, mit der sie in einem Schritt Textilien direkt mit Elektronik bedrucken können. Dies ermöglicht die einfache Integration leitfähiger und dehnbarer elektrischer Verbindungen in Kleidung, etwa in Sport- oder Unterwäsche.

Elektroden, Drahtverbindungen und Umlenklöcher können in einem Schritt auf Textilien gedruckt werden. Der Sensor zum Erfassen der Muskelaktivität wurde erstellt, indem jede Seite der Materialoberfläche je einmal bearbeitet wurde.
Elektroden, Drahtverbindungen und Umlenklöcher können in einem Schritt auf Textilien gedruckt werden. Der Sensor zum Erfassen der Muskelaktivität wurde erstellt, indem jede Seite der Materialoberfläche je einmal bearbeitet wurde.
(Bild: Someya Laboratory)

Bisheriger Beispiele gedruckter Elektronik, wie beispielsweise Transistoren, LEDs oder Solarzellen, werden für gewöhnlich auf Plastik- oder Papier-Substraten aufgebracht. Die resultierenden Bauteile sind entsprechend hart oder steif. Um Elektronik in Kleidung zu integrieren, muss sie dagegen vergleichsweise weich sein und eine gewisse Dehnbarkeit aufweisen.

Eine Forschungsgruppe der Universität Tokio, unter Leitung von Professor Takao Someya, hat nun eine leitfähige und elastische Tinte entwickelt, mit der Texitilien leicht und in den notwendigen Mustern bedruckt werden können. Die Tinte besteht aus Silberflocken, organischem Lösungsmittel, Fluor-Kautschuk und Fluor-Tensiden. Selbst wenn das bedruckte Material bis auf das dreifache der ursprünglichen Länge gedehnt wurde, wies die Tinte immer noch eine hohe Leitfähigkeit auf. Eine so große Ausdehnung konnte bislang mit noch keiner druckbaren Elektronik erreicht werden.

Mit dieser neuartigen Tinte stellte das Team ein Armband mit integriertem Sensor zum Erfassen der Muskelaktivität her. Hierzu bedruckten die Forscher Material für Sportbekleidung mit einem elastischen Leiter und kombinierten diesen mit einem organischen Transistorverstärker-Schaltkreis. Dieses Sensor besitzt 9 Elektroden, die in einem Abstand von je 2 Zentimetern verteilt sind, und ist in der Lage, Muskelaktivität zu messen, indem er die elektrischen Potentiale der Muskeln in einem Flächenbereich von 4x4 cm² erfasst.

"Ziel unsere Teams ist es, bequeme, tragbare Geräte zu entwickeln. Die Tinte wurde als Teil dieses Bestrebens entwickelt" sagt Teamleiter Someya. "Die größte Herausforderung war, hohe Leitfähigkeit und Dehnbarkeit mit einem einfachen, Ein-Schritt-Druckprozess zu erreichen. Das haben wir geschafft, indem wir ein Tensid benutzten, dass es den Silberflocken möglich macht, sich auf der Oberfläche des gedruckten Musters selbst zusammenzusetzen, was hohe Leitfähigkeit gewährleistet".

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