Forscher entwickeln druckbare Mobilfunk-Empfänger - DER SPIEGEL
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Wissenschaftlicher Durchbruch Schweden erfinden druckbare Mobilfunkempfänger

Mit einer neuen Technik wollen Forscher das Internet der Dinge voranbringen: Sie haben winzige Schaltkreise entwickelt, die über Mobilfunksignale gesteuert werden können. Der Clou: Die Massenproduktion wäre billig per Druckmaschine möglich.
Computerplatine (Symbolbild): Künftig Elektronik aus dem Drucker
Computerplatine (Symbolbild): Künftig Elektronik aus dem Drucker

Computerplatine (Symbolbild): Künftig Elektronik aus dem Drucker

Foto: YURIKO NAKAO/ REUTERS
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Norrköping - Das Internet der Dinge soll künftig etliche Alltagsgegenstände miteinander vernetzen. Ein mögliches Puzzleteil dafür haben schwedische Forscher jetzt entwickelt: druckbare elektronische Etiketten, die sich mit dem Mobilfunknetz verknüpfen lassen. Die Dioden können unter normalen Umgebungsbedingungen gedruckt werden - etwa in einer gewöhnlichen Druckerei, berichten die Wissenschaftler in den "Proceedings" der Nationalen Akademie der Wissenschaften der USA (PNAS).

Bisher seien gedruckte elektronische Bauteile nicht in der Lage, in Frequenzbereichen von mehr als einem Gigahertz zu arbeiten, wie sie in Mobilfunknetzen verwendet werden, schreibt das Team um Magnus Berggren von der Linköping-Universität und Göran Gustafsson von der Firma Acreo Swedish ICT in Norrköping. Die Wissenschaftler suchten nun nach einer dafür geeigneten Kombination aus Werkstoffen, die in hauchdünnen Schichten übereinander angeordnet werden.

Ihre Diode ist so aufgebaut: Auf einer flexiblen Unterlage, etwa aus dem Kunststoff PET, ist eine extrem dünne Aluminiumschicht aufgebracht. Darauf kann eine vier Tausendstel Millimeter dicke Schicht aus dem Kunststoff SU8 aufgedruckt werden. Die nächste Lage ist Siliziumstaub, der in das SU8 gepresst wird, um einen Kontakt der Mikropartikel zur Aluminiumelektrode herzustellen. Auf die gleiche Weise entsteht eine Schicht mit SU8-Kunststoff und Mikropartikeln aus Silizium und Niob. Anschließend werden Kohlenstoff- und Silbertinte im Siebdruckverfahren aufgebracht und das Ganze gehärtet.

Dass ihre weniger als 20 Tausendstel Millimeter dicke Diode funktioniert, demonstrierten Berggren, Gustafsson und ihr Team an einem kleinen gedruckten Display. Über eine Antenne empfing ihr Gerät die Funkwellen, die ein Smartphone während eines Anrufs erreichen. Dieses Wechselstromsignal mit einer Frequenz von 1,8 Gigahertz wandelte die gedruckte Diode den Forschern zufolge in Gleichstrom um. Auf diese Weise konnte die Diode das Minidisplay anschalten, sodass es nach zehn Sekunden klar erkennbar ein Bild anzeigte.

Die Haltbarkeit ihrer Diode konnten die schwedischen Forscher ihrem Bericht nach ebenfalls nachweisen. Nach zwei Jahren seien von 30 getesteten Dioden noch alle funktionsfähig gewesen. 60 Prozent der Bauteile hätten mehr als die Hälfte der ursprünglichen Stromstärke behalten, schreiben sie. "Unsere Forschungsergebnisse zeigen einen neuen Kommunikationsweg für gedruckte elektronische Bauteile im Rahmen des Internets der Dinge auf", lautet das Fazit der Wissenschaftler.

mak/dpa

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