Unsere Forschung im Bereich der gedruckten Elektronik und biokompatiblen Elektroden eröffnet faszinierende Möglichkeiten in der medizinischen Diagnostik und Sensorik. Durch den Einsatz innovativer Drucktechnologien können wir maßgeschneiderte Elektroden unter anderem für Biosensoren sowie für die Charakterisierung von Zellmodellen in der Mikrofluidik herstellen. Der Direktdruckansatz bietet entscheidende Vorteile:
- Kosten- und Zeitersparnis: Die eingesetzten Druckverfahren wie Inkjet, Aerosol-Jet und Siebdruck vermeiden aufwändige Dünnschichtprozesse (u.a. Masken, Ätzschritte etc.) und sind materialsparend.
- Flexibilität und schnelles Prototyping: Durch den Einsatz von Druckverfahren können Prototypen und Testversionen von gedruckten Elektroden schnell hergestellt und iterativ verbessert werden.
- Anpassbarkeit durch Digitaldruck: Insbesondere der Tintenstrahldruck ermöglicht eine einfache Anpassung der Elektrodengeometrien und -größen mittels Software, um den Anforderungen unterschiedlicher Biosensoren gerecht zu werden.
- Skalierbarkeit: Der technologische Ansatz bietet eine hohe Skalierbarkeit, d. h. große Mengen an Elektroden können kostengünstig und in kurzer Zeit hergestellt werden (Rolle-zu-Rolle-Produktion).
Das Fraunhofer IKTS hat spezielle Tinten und Pasten entwickelt, die auch auf flexible Substrate wie Kunststoff oder Papier gedruckt werden können, was die Integration in tragbare oder flexible Biosensorplattformen ermöglicht. Unsere Lösungen für druckbare Materialien decken ein breites Spektrum ab:
- Gold, Platin, Palladium für Elektroden und sensitive Schichten. Unsere Gold- und Platintinten wurden in Form von gedruckten Elektroden mehrfach erfolgreich auf Biokompatibilität nach DIN EN ISO 10993-5 / -12 (Biologische Beurteilung von Medizinprodukten - Teil 5: Prüfungen auf In-vitro-Zytotoxizität und Teil 12: Probenvorbereitung und Referenzmaterialien) geprüft.
- Kohlenstoff und Silizium als kostengünstige und alternative Elektrodenmaterialien.
- Weitere Metalle wie Silber und Kupfer für elektrische Zuleitungen und Kontakte.
- Markierungstinten zur dauerhaften Kennzeichnung und digitalen Rückverfolgbarkeit von metallischen oder keramischen Bauteilen mittels Data-Matrix-Codes, wenn andere Kennzeichnungslösungen wie Laserbeschriftung oder Gravur nicht in Frage kommen.
- Auf Kundenwunsch entwickeln wir auch spezielle Formulierungen, z. B. Komposite mit Glas.
- Alle Materialien werden in ihren Eigenschaften auf das jeweilige Druckverfahren und die Kundenanforderungen abgestimmt.