Schweizer Forscher haben eine durchsichtige Kunststoff-Folie mit praktisch unsichtbaren Schaltflächen entwickelt und in einem industrietauglichen Verfahren hergestellt.

Schweizer Forscher haben eine durchsichtige Kunststoff-Folie mit praktisch unsichtbaren Schaltflächen entwickelt und in einem industrietauglichen Verfahren hergestellt. (Bild: Empa)

Solche transparenten Schaltflächen, deren Position nur Eingeweihten bekannt ist, könnten beispielsweise als Zugangscode mit einem Türschloss oder Tresor verbunden werden. Werden die Schaltflächen auf der Polymerfolie mit dem Finger in einer festgelegten Sequenz berührt, lässt sich das Schloss öffnen.

Dem Forschungsteam des ‚Thin Films and Photovoltaics‘-Labors der Empa in Dübendorf hatten zuvor bereits Polymer-Folien mit elektronischen Schaltungen und Sensoren bedruckt. Gemeinsam mit Forschern des Paul Scherrer Instituts (PSI) und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) brachten sie nun im Rahmen des Forschungsprojekts Foxip (Functional Oxides Printed on Polymers and Paper) Dünnfilmtransistoren auf Papier- und PET-Folien auf. Hierfür setzen sie auf transparente, leitfähige Metalloxide (TCO). Ein Spezial-Tintenstrahldrucker bringt die leitfähige TCO-Tinte auf die Oberfläche der Folie auf.

Transparente Folien als unsichtbares Schlüsselloch

Transparente Folien im industriellen Maßstab

„Wichtig war uns vor allem, dass der additive Fertigungsprozess der Folie auch im industriellen Maßstab eingesetzt werden kann“, sagt die Empa-Forscherin Evgeniia Gilshtein, die auch die Idee für diese Folien hatte. Damit die metallhaltige Nanopartikel-Tinte transparenter und leitfähiger als herkömmliche Produkte wird, nutzen die Forscher einen eleganten Umweg im Produktionsprozess: Nachdem die Schaltungen auf die Trägerfolie gedruckt waren, färbten sie die Folie in einem nächsten Schritt blau ein. Die lichtabsorbierende blaue Farbe ermöglicht nun ein ‚Einbrennen‘ der Tinte auf dem Untergrund, wenn sie mit energiereichem Licht bestrahlt wird. Dabei verschwindet nicht nur die blaue Farbe, sondern auch die ‚Geheimtinte‘ aus Indium-Zinn-Oxid wird im gleichen Schritt unsichtbar.

Die Sensor-Flächen sind für das menschliche Auge nicht auszumachen und lassen sich an geeigneten Stellen platzieren. Die Folie ist zudem mit einem Display gekoppelt, das anzeigt, ob der Code korrekt eingegeben wurde. Die Anzahl der Sensorflächen auf der Folie lässt sich aufgrund des vergleichsweise simplen Druckprozesses quasi beliebig erhöhen.

(dw)

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