Graphen begeistert, Graphen ist besonders robust, zugfester als Stahl, flexibel, transparent und extrem leitfähig für Strom oder Wärme. Die Kohlenstoffverbindung wird seit geraumer Zeit schon als neues Supermaterial betitelt. Forscher des Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP aus Dresden geben nun Antworten auf die Frage: „Wofür kann Graphen in Zukunft alles eingesetzt werden?“. Zum ersten Mal in der Geschichte der Graphen-Forschung ist es jüngst gelungen funktionstüchtige OLED-Elektroden aus dem neuen Wundermaterial zu fertigen. Die OLEDs können in Zukunft in Touchdisplays eingesetzt werden. Zudem versprechen die Forscher auch noch weitere spannende Anwendungsmöglichkeiten.

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Orange leuchtende OLED auf einer Graphen-Elektrode. Die Zwei-Euro-Münze dient als Größenvergleich. (Bild: Fraunhofer FEP)

Einsatz von Graphen bei Smartphones

Die Graphen-Elektroden besitzen eine Größe von jeweils 2 x 1 Quadratzentimeter. Projektleiterin Dr. Beatrice Beyer vom FEP ist von dem neusten Meilenstein begeistert. „Damit wurde in der Erforschung und Integration eines extrem anspruchsvollen Materials ein echter Durchbruch erzielt“, erklärt die Expertin. Die Entwicklung und schließlich auch Optimierung des neuen Verfahrens konnte gemeinsam mit Partnern aus der Industrie und letztlich auch mit dem EU-geförderten Projekt »Gladiator« (Graphene Layers: Production, Characterization and Integration) realisiert werden. Über drei Jahre wird bereits geforscht.

OLED-Elektroden werden im Vakuum hergestellt

Wie die Forscher schreiben, findet die Produktion der neuen OLED-Elektroden im Vakuum statt. Dabei wird eine Waferplatte aus hochreinem Kupfer in einer Stahlkammer auf 800 Grad erhitzt. Danach führt das Forscherteam einen Mix aus Methan sowie Wasserstoff bei und setzt somit eine chemische Reaktion in Gang. Nachdem das Methan im Kupfer aufgelöst wurde, kommt es zur Formung von Kohlenstoffatomen, die sich wiederum in der Fläche ausbreiten. Das Verfahren dauert nur wenige Minuten. Nachdem die Mischung abgekühlt ist, wird ein Trägerpolymer auf das Graphen gegeben. In der Folge wird dann noch die Kupferplatte weggeätzt und fertig ist das Endprodukt.

Breite Anwendungsfelder

Die Erforschung von Graphen kostet viel Geld. Dabei sollen sich die Investitionen jedoch eines Tages auszahlen. „Schon in zwei bis drei Jahren könnten erste Produkte auf den Markt kommen.“ so Beyer zuversichtlich. Aufgrund der hohen Flexibilität sind die Graphen-Elektroden prädestiniert für den Einsatz in Touchdisplays. Schließlich zerbrechen diese dann nicht mehr, wenn das Smartphone auf den Boden fällt. Anstelle von Glas würde eine transparente Folie genügen. Und weitere Anwendungsbeispiele sind denkbar. So ist es auch möglich, dass transparentes Graphen in Zukunft bei Fenstern den Lichteinfall regulieren könnte. Auch der Einsatz bei Polarisationsfiltern ist möglich. Weitere bedienbare Felder sind die Medizin, aber auch die Photovoltaik oder die Integration in Hightech-Textilien.

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