In naher Zukunft könnte ausrangierte Elektronik genauso wie alter Kaffeesatz oder Bananenschalen auf dem Kompost landen. Diese Vision bringen Nachwuchs-Forscher des Institute for Technology (KIT) in Karlsruhe ein Stück näher. Entwickelt wurde jüngst gedruckte Elektronik aus kompostierbaren Naturmaterialien. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt das „Biolicht“ getaufte Projekt mit 1,7 Millionen Euro. Die biologisch leicht abbaubaren Materialien eignen sich vor allem Bestens für Einwegelektronik, deren Lebensdauer eher kurzweiliger Natur ist.


Kompostierbare Elektronik

Gedruckte Elektronik senkt nicht nur die Herstellungskosten, sondern erschließt auch neue Märkte. Als Einsatzgebiete können beispielsweise smarte Verpackungen und Deckel oder auch intelligente Pflaster genannt werden. Der Nachteil dabei ist jedoch, dass der Trend zur gedruckten Elektronik auch den Berg an Elektroschrott wachsen lässt. Pro Jahr fallen allein in Deutschland zwei Millionen Tonnen Elektroschrott an. Das ist eine unglaubliche Zahl, die kaum greifbar ist. Es ist daher begrüßenswert, dass auch junge Forscher sich intensiv mit der Problematik auseinandersetzen und für eine sauberere Zukunft sorgen wollen.


Organisch ist kein Indikator für die Umweltverträglichkeit

Die im Rahmen der Nachwuchsforscher-Gruppe „Biolicht“ entwickelten organischen Leuchtdioden können einfach im Biomüll oder auf dem Kompost entsorgt werden. Mit herkömmlichen organischen Leuchtdioden (OLEDs) ist das bisher noch nicht möglich. Schließlich betonen die Forscher, dass die Klassifizierung „organisch“ noch lange nichts über die Umweltverträglichkeit aussagt. Unter den Begriff fallen: „alle Kunststoffe auf Kohlenstoffbasis“, erläutert Gerado Hernandez-Sosa, Leiter der Nachwuchs-Forschergruppe „Biolicht“. Es wird dafür die aus Plastik bestehende Trägerfolie der Leuchtdioden angeführt. Die Forscher setzen hier nicht wie üblich auf PET-Plastik, sondern verwenden ausschließlich in der Natur vorkommende Materialien wie etwa Speisestärke, Zellulose oder Chitin. Metalle und Halbmetalle kommen gänzlich nicht zum Einsatz.

Herstellung ist bisher noch sehr kompliziert

Die kompostierbaren elektronischen Folien stehen von den Eigenschaften her, den konventionellen Folien in nahezu Nichts nach. Lediglich die Haltbarkeit ist in diesem Stadium noch eingeschränkt. Die umweltfreundliche Folie kann auf kilometerlangen Bändern produziert werden und eignet sich unter anderem für die Herstellung von Lichtampeln auf Milchverpackungen, die die Haltbarkeit symbolisieren oder für Pflaster mit entsprechenden Sensoren. Auf die biologisch abbaubare Folie werden im nächsten Schritt die elektronischen Bauteile gedruckt. Dabei ist die Wahl der Tinte verantwortlich für die Funktion der Elektronik. Auch diese Tinte ist bisher noch nicht kompostierbar. Das möchte die Nachwuchsforschergruppe ebenfalls in Zukunft ändern. Ziel ist es dabei nicht nur umweltfreundliche Tinte herzustellen, sondern auch eine Zusammensetzung zu bieten, die den Herstellern einen reibungslosen Austausch ermöglichen. Das dürfte langfristig am effektivsten sein, da auch mit den herkömmlichen Druckern in der Folge umweltfreundlicher produziert werden könnte.

Marktreife innerhalb der nächsten drei Jahre

Um Isolatoren künftig kompostierbar zu machen, wollen die Forscher unter anderem auf Hartgelatine setzen. Eine größere Aufgabe stellt allerdings die richtige Zusammensetzung der abbaubaren Tinte dar. So muss diese auch druckfähigen Temperaturen standhalten. Darüber hinaus darf die Tinte nicht zu dick- oder zu dünnflüssig sein. Eine weitere Voraussetzung ist, dass die Tinte nicht in das Trägermaterial eindringt, diese zugleich aber auch einen geschlossenen Flüssigkeitsfilm bildet, der jedoch nicht abperlen darf. Auch nach dem Druck-Prozess müssen entsprechende Eigenschaften der Materialien vorhanden bleiben, die für die Funktion der elektronischen Bauteile von Bedeutung sind. Das klingt ziemlich schwierig, ist es auch. Die Forscher hoffen die neue umweltfreundliche gedruckte Elektronik innerhalb der nächsten drei Jahre auf den Markt bringen zu können.

Kompostierbare Elektronik im Video

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