Druckbare Elektronik dank "anorganischer Zwerge" möglich - Nanopartikel auf dem Vormarsch

Hannover (ots) - Research & Technology demonstriert
Wettbewerbsvorsprung live - Weltweiter Umsatz mit organischer
Elektronik steigt konstant

Auf der HANNOVER MESSE geht es vom 19. bis 23. April 2010 um
Innovationen für die weltweite Industrie. Dass insbesondere
Deutschland ein wesentlicher Innovationstreiber ist, zeigt auch der
Auftritt des nordrhein-westfälischen Landesclusters
"NanoMikro+Werkstoffe.NRW". Vor allem in der Nanotechnologie hat sich
das Bundesland Nordrhein-Westfalen zum Ziel gesetzt, bis 2015
Innovationsland Nummer eins in Deutschland zu werden. Chancen, dieses
Ziel zu erreichen, ergeben sich bei der druckbaren Elektronik, denn
hier geht es um anorganische Zwerge, die Nanopartikel.

Im Landescluster "NanoMikro+Werkstoffe.NRW" ist auch das
Cluster-Gründungsmitglied CeNIDE, das Center for NanoIntegration der
Universität Duisburg-Essen (UDE), in Halle 2, Stand C32, vertreten.
Aktuell forscht CeNIDE daran, leicht verarbeitbare Polymere zu
entwickeln, die eine hohe Ladungsträgerbeweglichkeit beziehungsweise
Leitfähigkeit aufweisen. "Wesentliches Ziel unserer Arbeit ist die
effiziente Nutzbarmachung von Forschungsergebnissen für die
Industrie, vor allem an der Schnittstelle zwischen Nano- und
Makrowelten", erklärt Dr. Marion Franke, Geschäftsführerin von
CeNIDE.

Ein Beispiel dafür ist die druckbare Elektronik, die häufig
synonym für die organische Elektronik steht. Sie umfasst Schaltungen
auf Basis leitfähiger Kunststoffe oder organischer Verbindungen.
Zumeist werden die Moleküle dabei in Form dünner Filme auf Folien
aufgedruckt, aufgeklebt oder anderweitig aufgebracht. Das britische
Marktforschungsunternehmen IDTechex prognostiziert, dass der
weltweite Umsatz mit organischer Elektronik bis 2027 auf mehr als 300
Milliarden US-Dollar steigen wird.

Wettbewerbsvorteile mit Nanopartikeln aus dem "Zwergenreich" Seit
Beginn der 1990er Jahre wird weltweit daran geforscht, leicht
verarbeitbare Polymere zu entwickeln, die eine hohe
Ladungsträgerbeweglichkeit beziehungsweise Leitfähigkeit aufweisen.
Bei allem Fortschritt auf diesem Gebiet liegen diese notwendigen
Eigenschaften um mindestens drei Größenordnungen niedriger als bei
anorganischen Kristallen. Zudem sind die organischen Materialien
nicht besonders temperaturstabil und oxidieren schnell an der Luft.
Deshalb gibt es schon länger Bestrebungen, auch anorganische
Materialien druckbar zu machen. Ansätze hierfür liefert die
Nanotechnologie:

"Zerlegt man einen herkömmlichen Halbleiterkristall in nur wenige
Nanometer kleine Partikel, so können diese in eine stabile Suspension
überführt werden, die sich im Prinzip drucken lässt", erklärt Prof.
Roland Schmechel, der an der UDE die Nanostrukturtechnik leitet.

Und bei den winzigen Teilchen (nanos steht für Zwerg, ein
Nanometer ist ein Milliardstel Meter) haben CeNIDE und UDE mit ihrem
Partner IUTA, dem Institut für Energie- und Umwelttechnik ebenfalls
in Duisburg, eine ganz besondere Quelle zur Verfügung. Im IUTA steht
eine der weltweit größten Versuchsanlagen zur Herstellung von
Nanopartikeln aus der Gasphase. Gleich drei Reaktoren - je ein
Flammen-, Plasma- und Heißwandreaktor - produzieren die Teilchen.

"Mit dieser Kombination und der Möglichkeit, die Partikel im
großen Maßstab herstellen zu können, sind wir national und
international führend", betont Dr. Hartmut Wiggers, der am Institut
für Verbrennung und Gasdynamik der UDE für die Synthese der
Nanopartikel verantwortlich und zugleich Berater am IUTA ist.

Große Produktpalette bei Nanopartikeln

Mit ihren Produktionsanlagen können die Forscher aus Duisburg eine
breite Palette an Nanopartikeln anbieten, die nicht nur für die
druckbare Elektronik in Frage kommen. Silizium selbst ist nicht
ideal, weil es in Nanoform an der Luft nicht stabil genug ist.
Dagegen eignen sich verschiedene Oxide wie Zinkoxid, Zinnoxid oder
Kupferoxid sehr gut. Die Aktivitäten am CeNIDE zielen dabei darauf
ab, Funktionsschichten zu entwickeln, die unter normalen
Umweltbedingungen einsetzbar sind. Auf Basis von Nanodispersionen
sollen konkrete Bauteile wie Transistoren, Sensoren und
Photovoltaikzellen entstehen.

Um die Arbeiten voranzutreiben, wurde mit der Deutschen
Forschungsgemeinschaft (DFG) ein Graduiertenkolleg mit dem Titel
"Nanotronics - Photovoltaik und Optoelektronik aus Nanopartikeln"
eingerichtet. Die Aktivitäten sind fokussiert auf Nanotronics mit den
Schwerpunkten "Umwandlung von elektrischer Energie in Licht" und
"Umwandlung von Licht in elektrische Energie".

Ziel ist es, optoelektronische und photovoltaische Bauelemente
nicht wie herkömmlich aus lateralen Strukturen auf
Halbleitereinkristallen aufzubauen, sondern zu dispersen Systemen aus
Nanopartikeln überzugehen. Dies eröffnet den Weg zu einer druckbaren
Optoelektronik und Photovoltaik "von der Rolle". Als optisch aktive
Materialien sollen nanoskalige Partikel und deren Derivate entwickelt
und eingesetzt werden.

Die Zusammenarbeit von Theorie, Präparation, Charakterisierung,
Analyse und Bauelemententwicklung an Hochschule und in Industrie ist
neu für den Transfer wissenschaftlicher Erkenntnis in neue Produkte.
"Bereits auf der diesjährigen HANNOVER MESSE wollen wir in Halle 2
konkrete Demonstratoren ausstellen und gedruckte Transistoren
zeigen", verspricht Roland Schmechel.

Die Leitmesse MicroNanoTec stellt in Halle 6 die Themen rund um
die Anwendungen von Nanotechnologie in den Vordergrund. Die Ergänzung
dazu bieten die Forschungsthemen in der Research & Technology in der
Halle 2, in deren Umfeld sich ebenfalls der Landescluster
"NanoMikro+Werkstoffe.NRW" präsentiert. Besucher der Technologiemesse
erhalten dabei Lösungen, die unter anderem die Energie- und
Ressourceneffizienz verbessern. Das Motto der HANNOVER MESSE und
somit auch der Research & Technology lautet: Effizienter -
Innovativer - Nachhaltiger.

Über die HANNOVER MESSE

Das weltweit bedeutendste Technologieereignis wird vom 19. bis 23.
April 2010 in Hannover ausgerichtet. Die HANNOVER MESSE 2010 ver¬eint
neun Leitmessen an einem Ort: Industrial Automation, Energy, Power
Plant Technology, MobiliTec, Digital Factory, Industrial Supply,
CoilTechnica, MicroNanoTec sowie Research & Technology. Die zentralen
Themen der HANNOVER MESSE 2010 sind Industrieautomation,
Energietechnologien, industrielle Zulieferung und Dienstleistungen
sowie Zukunftstechnologien. Italien ist das Partnerland der HANNOVER
MESSE 2010.

Originaltext: Deutsche Messe AG Hannover
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