Autoren: Anna Knollmann | Susanne Freund

Gedruckte Elektronik – Was das ist und was sie kann!

15.11.2019

Die Materialien zur Exponatgestaltung.
© Fraunhofer IKTS
Die Materialien zur Exponatgestaltung.

Hallo, ich bin Anna und arbeite seit Oktober 2019 als Hiwi am IKTS in Dresden im Bereich Marketing. Meine Aufgaben sind vielseitig. Letzte Woche hatte ich beispielsweise den Auftrag ein Messeexponat für die COMPAMED, eine Messe für hochmoderne Medizintechnik, fertigzustellen. Meine Kollegen stellen hier unter anderem ihre Forschungsergebnisse aus dem Bereich der gedruckten Elektronik vor. Es heißt, die gedruckte und organische Elektronik eröffne vielen Branchen ungeahnte technische und gestalterische Möglichkeiten. Die vielen bedruckten Materialien, die ich für das Exponat bekommen habe, sehen total interessant aus und machen mich neugierig. Jetzt möchte ich genauer wissen, worum es hier geht, und recherchiere ein wenig.

Was ist gedruckte Elektronik?

Laut Wikipedia bezeichnet gedruckte Elektronik (englisch printed electronics) elektronische Bauelemente, Baugruppen und Anwendungen, die vollständig oder teilweise mittels Druckverfahren hergestellt werden. Mittlerweile gibt es schon zahlreiche Anwendungen wie Displays für Konsumgüter oder Sensoren für die Automobilindustrie, wo gedruckte Elektronik auf dem Weg in breite Massenmärkte ist. Bis 2027 prognostiziert die aktuelle IDTechEx-Roadmap einen kommerziellen Markt von über 600 Mio. US-Dollar.

Als Studentin für Wirtschaftsingenieurwesen faszinieren mich diese Zahlen. Ich suche Gründe, warum gedruckte Elektronik für so viele Anwendungen interessant ist.

Gedruckte Sensoren auf verschiedenen Materialien wie Polymer, Papier und Textil.
© Fraunhofer IKTS
Gedruckte Sensoren auf verschiedenen Materialien wie Polymer, Papier und Textil.

Welche Vorteile bietet gedruckte Elektronik?

Vorteile sind vor allem, dass die gedruckte Elektronik extrem dünn (weniger als ein Millimeter), flexibel und großflächig gestaltbar ist. Die hohe Auflösung der Druckverfahren macht es möglich, ganz kleine Strukturen nicht nur auf flache Substrate, sondern auch auf 3D-Strukturen aufzubringen. Gedruckte Systeme sind zudem kostengünstig herstellbar. Das sind wirklich eine Reihe guter Gründe. Ich frage mich jetzt, wie die Medizintechnik-Branche sich diese Technologie zu Nutze macht.

 

Wo wird gedruckte Elektronik in der Medizintechnik angewendet?

Hauchdünne, flexible Sensoren.
© Fraunhofer IKTS
Hauchdünne, flexible Sensoren.

Unsere Medizin entwickelt sich immer weiter. So ist es mittlerweile für viele Erkrankte selbstverständlich, bestimmte Werte zuhause selbst zu messen. Ein Beispiel, das wahrscheinlich jeder kennt, ist der Blutzuckerspiegel bei Diabetikern. Ziel wird es in Zukunft sein, gedruckte Elektronik in so genannte Wearables – in der Kleidung oder direkt auf der Haut –  zu integrieren, sodass medizinische Daten ohne Zutun des Patienten permanent gemessen und überwacht werden können. Im Idealfall bemerkt der Patient davon gar nichts. Ich lese, dass dieser Trend schon seit einigen Jahren für einen Aufwind in der Branche sorgt.  Aber was machen wir als IKTS nun genau in diesem Bereich?

Das Fraunhofer IKTS als One-Stop-Shop für gedruckte Elektronik

Das Fraunhofer IKTS bietet hier einen 360°-Service für die Entwicklung von funktionellen Tinten und Pasten, die ein Schlüsselelement für die gedruckte Elektronik sind. Das heißt ganz konkret: Wir wählen die Grundstoffe einschließlich der passenden Organik aus, stellen die für die Anwendung notwendigen Eigenschaften – beispielsweise die Leitfähigkeit – ein und passen die Tinten und Pasten für das entsprechende Druckverfahren wie den Inkjet- und Aerosoldruck an. Wichtige Parameter sind dabei Viskosität, Oberflächenspannung, Feststoffgehalt, Partikelgröße und Temperatur. Das Materialspektrum reicht von Gold-, Silber-, Platin- und Kupfer- bis hin zu kohlenstoff- oder keramikbasierten Tinten und Pasten für Polymer-, Textil-, Papier- oder Keramiksubstrate.

Abschließend sehen Sie hier noch ein Bild vom fertigen Messeexponat, mit dem meine Kollegen nächste Woche auf der COMPAMED zu sehen sein werden. Wenn Sie Gast auf der COMPAMED sind, schauen sie doch vorbei (Halle 8a / N39).

Exponat: gedruckte Sensoren auf verschiedenen Materialien.
© Fraunhofer IKTS
Exponat: gedruckte Sensoren auf verschiedenen Materialien.

Mehr zur Forschung und Entwicklung aus den Fraunhofer IKTS lesen, sehen und hören Sie in unserem Newsletter oder auf unseren Facebook-, Instagram- und Twitter-Profilen. Noch mehr fürs Auge gibt es außerdem auf unserem YouTube-Kanal. Wir freuen uns auf Ihren Besuch, Ihre Kommentare und mit Ihnen ins Gespräch zu kommen.