Flexible Folien für Einsatz in Medizin und Kleidung
Die Entwicklung von dehnbaren, leitfähigen Materialien eröffnet die Möglichkeit der einfachen Integration elektronischer, multifunktioneller Sensorsysteme beispielsweise in Kleidung oder auf dreidimensionalen Oberflächen von Maschinen, menschlicher Haut oder Kunststoff. Mit dieser Tinte konnten leitfähige und zugleich dehnbare Leiterbahnen auf Folien per Siebdruck hergestellt werden. Diese Leiterbahnen sind bis zu 200 Prozent dehnbar.
Ein Team des Lehrstuhls für Chemie der Kunststoffe der Montanuniversität Leoben und des Erich-Schmid-Instituts für Materialwissenschaft der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ESI) forscht gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie an der Entwicklung von Tinten und Pasten für elastische Folien. Die Ergebnisse wurden nun im renommierten „Journal Chemistry of Materials“ (Impact Factor 9,6) inkl. Coverfoto veröffentlicht.
Die Entwicklung von dehnbaren, leitfähigen Materialien eröffnet die Möglichkeit der einfachen Integration elektronischer, multifunktioneller Sensorsysteme beispielsweise in Kleidung oder auf dreidimensionalen Oberflächen von Maschinen, menschlicher Haut oder Kunststoff. In dem Artikel „Self-Reducing Silver Ink on Polyurethane Elastomer for the Manufacturing of Thin and Highly Stretchable Electrical Circuits“ präsentiert das Team seine Ergebnisse zur Entwicklung einer Tinte basierend auf komplexierten Silberverbindungen.
„Mit dieser Tinte konnten leitfähige und zugleich dehnbare Leiterbahnen auf Folien per Siebdruck hergestellt werden. Die Leiterbahnen sind bis zu 200 Prozent dehnbar – das ist beispiellos für solche Materialien“, erläutert Univ.-Prof. Dr. Thomas Grießer. Im Vergleich zu kommerziellen dehnbaren Siebdrucktinten erwies sich das entwickelte System auch bei zyklischen Belastungen als überlegen. Daraus ergibt sich eine Vielzahl von Anwendungsgebieten: „Es wäre zum Beispiel ein ideales Material zum Einsatz in künstlicher Haut von Prothesen oder Robotern“, skizziert Grießer. Auch die Verwendung in „intelligenter“ Kleidung zur Überwachung der Körperfunktionen wäre denkbar.
Die Forschungen wurden im Rahmen des Projektes CELCOS durchgeführt, das vom Bundesministerium für Innovation und Technologie im Rahmen des FFG-Programmes „Produktion der Zukunft“ gefördert wurde. Ziel war es, neue Methoden für die Herstellung metallischer Nanopartikel ohne den Bedarf an toxischen Chemikalien in einer elastomeren Matrix zu entwickeln. Die metallischen Nanopartikel werden durch Selbstreduktion eines in Lösung stabilen Silber-Komplexes hergestellt. Auf Basis dieses Komplexes wurden Pasten und Tinten entwickelt, die auf großen Flächen mittels Siebdruck strukturiert aufgebracht werden können. In Zusammenarbeit mit Joanneum Research Weiz, AT&S und Human Research konnte so bereits ein Sensorpflaster für die Überwachung und Detektion der Herz- und Atmungsaktivität entwickelt werden.
Link zum Interview: https://commulity.unileoben.ac.at/detail/flexible-folien-fuer-medizin-und-kleidu…
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Thomas Grießer
Lehrstuhl für Chemie der Kunststoffe an der Montanuniversität Leoben, Austria
E-Mail: thomas.griesser@unileoben.ac.at
Tel.: +43 3842 402 2358
Originalpublikation:
Das Paper kann unter folgendem Link https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.0c04025 abgerufen werden.
Media Contact
Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften
Die Materialwissenschaft bezeichnet eine Wissenschaft, die sich mit der Erforschung – d. h. der Entwicklung, der Herstellung und Verarbeitung – von Materialien und Werkstoffen beschäftigt. Biologische oder medizinische Facetten gewinnen in der modernen Ausrichtung zunehmend an Gewicht.
Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Artikel über die Materialentwicklung und deren Anwendungen, sowie über die Struktur und Eigenschaften neuer Werkstoffe.
Neueste Beiträge
Lange angestrebte Messung des exotischen Betazerfalls in Thallium
… hilft bei Zeitskalenbestimmung der Sonnenentstehung. Wie lange hat eigentlich die Bildung unserer Sonne in ihrer stellaren Kinderstube gedauert? Eine internationale Kollaboration von Wissenschaftler*innen ist einer Antwort nun nähergekommen. Ihnen…
Soft Robotics: Keramik mit Feingefühl
Roboter, die Berührungen spüren und Temperaturunterschiede wahrnehmen? Ein unerwartetes Material macht das möglich. Im Empa-Labor für Hochleistungskeramik entwickeln Forschende weiche und intelligente Sensormaterialien auf der Basis von Keramik-Partikeln. Beim Wort…
Klimawandel bedroht wichtige Planktongruppen im Meer
Erwärmung und Versauerung der Ozeane stören die marinen Ökosysteme. Planktische Foraminiferen sind winzige Meeresorganismen und von zentraler Bedeutung für den Kohlenstoffkreislauf der Ozeane. Eine aktuelle Studie des Forschungszentrums CEREGE in…