Ausgabe 2 / 2011 - technik + EINKAUF

Bild: Fotolia.com
Touchscreen aus
Kohlenstoff
Alternative zu strategischen Metallen
Touchscreens werden vielfältig
eingesetzt. Noch hat die Technik
aber ihren Preis. Fraunhofer-Forscher
entwickelten daher ein alternatives
Display aus erneuerbaren,
preisgünstigen und weltweit
verfügbaren Rohstoffen.
Eine leichte Berührung mit den Fingerspitzen
genügt: Auf Touchscreens
kann man mühelos schreiben,
navigieren, Menüfenster öffnen oder
Bilder drehen. Innerhalb von Sekundenbruchteilen
wird die Berührung umgesetzt
in Steuerbefehle, die ein Computer
versteht. Auf den ersten Blick grenzt die
Technik an ein Wunder. Tatsächlich ist
sie wenig mysteriös: Unter der Glasoberfläche
des Displays befindet sich eine
hauchdünne Elektrode aus Indium-Zinn-
Oxid, kurz ITO. Das Material ist für den
Einsatz in Touchscreens geradezu ideal:
Es leitet geringe Ströme hervorragend
und lässt die Farben des Displays ungehindert
passieren. Doch es gibt ein Problem:
Weltweit gibt es nur wenige Indium-Vorkommen.
Auf lange Sicht fürchten
die Elektrogerätehersteller, vom Preisdiktat
der Anbieter abhängig zu werden. Indium
zählt man daher zu den sogenannten
„strategischen Metallen“.
Die Industrie ist daher stark an ITO-Alternativen
interessiert, die ähnlich leistungsfähig
sind. Fraunhofer-Forschern ist
es jetzt gelungen, ein neues Elektrodenmaterial
zu entwickeln, das ITO ebenbürtig
und dazu noch deutlich billiger ist. Haupt-
bestandteile sind Kohlenstoff-Nanoröhrchen,
Carbon-Nanotubes und preiswerte
Polymere. Die neue Elektrodenfolie ist aus
zwei Schichten aufgebaut: Da ist einmal
der Träger, eine dünne Folie aus dem preisgünstigen
Plastikflaschenkunststoff Polyethylenterephthalat,
PET. Dazu kommt eine
Mischung aus Carbon-Nanotubes und
elektrisch leitenden Polymeren, die als Lösung
auf das PET aufgetragen wird und
beim Trocknen einen dünnen Film bildet.
Kohlenstoffröhrchen härten auf
PET zu stabilem Netzwerk aus
Verglichen mit ITO waren derartige
Kunststoffverbünde bislang nicht besonders
haltbar. Feuchtigkeit, Druck oder
UV-Licht setzten den Polymeren zu. Die
Schichten wurden mürbe und versagten.
Erst Carbon-Nanotubes haben sie stabil
gemacht: Die Kohlenstoffröhrchen härten
auf dem PET zu einem stabilen Netz-
Institutsporträt
Fraunhofer-Institut IPA
Organisatorische und technologische
Aufgabenstellungen insbesondere aus
dem Produktionsbereich von Industrieunternehmen
sind die Forschungs- und
Entwicklungsschwerpunkte des Fraunhofer-Instituts
für Produktionstechnik
und Automatisierung IPA. 14 Fachabteilungen
arbeiten in den Geschäftsfeldern
Unternehmensorganisation, Oberflächentechnik
und Automatisierung. Die
Fraunhofer-Forschern ist es
gelungen, eine Alternative zu
Bildschirmen aus ITO zu finden,
welche ebenbürtig ist und
dazu noch deutlich billiger.
technik+EINKAUF · 02 2011
Technik-Tipp
werk aus, in dem sich die elektrisch leitfähigen
Polymere fest verankern können.
So bleibt die Schicht lange haltbar. „Zwar
ist der elektrische Widerstand unserer
Schicht etwas größer als der von ITO“,
räumt Projektleiter Ivica Kolaric vom
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik
und Automatisierung IPA in Stuttgart
ein. „Doch für eine Anwendung in elektrischen
Geräten reicht das allemal.“ Die
Vorzüge sind unschlagbar: Kohlenstoff
ist nicht nur kostengünstig und überall
auf der Welt zu haben, sondern zugleich
eine erneuerbare Ressource, die man beispielsweise
aus Holz gewinnen kann.
Während der Messe nano tech 2011 wurde
von Kolaric erstmals das Kohlenstoff-
Touchdisplay präsentiert. Anwendungen
für die neue Technik gibt es viele. „Man
könnte daraus sogar Photovoltaikfolie
herstellen, um gewellte Dächer oder andere
unebene Strukturen zu verkleiden“,
resümiert Kolaric. ki
FuE-Projekte zielen auf verbesserte,
kostengünstigere und umweltfreundlichere
Produktionsabläufe und Produkte,
indem Automatisierungs- und Rationalisierungsreserven
in den Unternehmen
identifiziert und spezifisch umgesetzt
werden. Dadurch wird die
Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen
gestärkt und die Arbeitsplatzsituation
verbessert.
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Bild: Fraunhofer IPA