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Samstag, 16.12.2017
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Nanoröhrchen wie gedruckt

Leitfähige Nanoröhrchen-Oberflächen mit normalem Tintenstrahldrucker hergestellt

Kohlenstoff-Nanoröhrchen gelten als die vielversprechende „Bausteine” für zahlreiche Nanoanwendungen der Zukunft. Aber noch gibt es Schwierigkeiten, sie so anzuordnen, wie sie gebraucht werden. Jetzt haben Forscher eine scheinbar simple Technik entwickelt und erfolgreich getestet: Sie nutzten einen ganz normalen Tintenstrahldrucker, um Nanoröhrchen-Muster auf Papier und Kunststoffoberflächen zu drucken.
Einstein-Portrait aus leitfähigem Nanoröhrchen-Muster

Einstein-Portrait aus leitfähigem Nanoröhrchen-Muster

Die in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Small“ veröffentlichte Methode könnte nach Ansicht der Forscher vom amerikanischen Rensselaer Nanotechnology Center für eine ganze Palette von Nanoröhrchen basierten Anwendungen eingesetzt werden, darunter flexible Elektronik, biegsame Leiteroberflächen und Sensoren für chemische Messungen. “Unsere Ergebnisse zeigen neue Alternativen für die Erzeugung von Nanoröhrchen-Mustern auf indem wir einfach die gelösten Partikel auf Papier oder Kunststoffoberflächen drucken“, erklärt Robert Vajta, Mitautor der Studie.

Tinte aus Nanoröhrchen


Vajta und seine Kollegen füllten für ihr Verfahren einfach eine kommerzielle Tintenpatrone mit einer Lösung aus Nanoröhrchen in Wasser. Der Drucker erzeugte dann ein Muster aus den Röhrchen ähnliche einem normalen Bild. Mit einem entscheidenden Unterschied: Weil die Nanoröhrchen gute Leiter sind, können auf diese Weise leitfähige Beschichtungen gedruckt werden. „Ein großer Vorteil unseres Prozesses ist, dass die gedruckten Muster nicht ausgehärtet werden müssen, was in vielen konventionellen Anwendungen mit leitfähiger Tinte nötig ist“, erklärt Vajta. „Und da unsere Tinte eine einfache wässrige Lösung der Nanoröhrchen ist, ist es zudem auch noch umweltfreundlich und leicht zu handhaben und zu lagern.“

Da normale Geräte und Utensilien eingesetzt werden, sind die Nanoröhrchen selbst der einzige größere Kostenfaktor. Die Wissenschaftler stellten die für ihre Experimente eingesetzten mehrwändigen Kohlenstoffröhrchen selbst her. Nach Ansicht der Forscher können jedoch auch ähnliche günstigere genutzt werden und zudem werde der Preis für Nanoröhrchen zukünftig mit steigender Nachfrage sinken.


Geldscheine, Zeitung, biegsame Displays


Eingesetzt werden könnte die neue Technik beispielsweise um optische Marker auf Geldscheine oder andere Wertpapiere zu drucken, die dann elektronisch nachverfolgt werden könnten. Auch eine elektronische Zeitung, deren Text verändert werden kann ohne das Papier umblättern zu müssen, halten die Forscher für durchaus machbar. In ihren Experimenten erzeugten sie verschiedene Druckproben, die auf die Dämpfe spezifischer Chemikalien reagierten und so als Sensoren geeignet wären.

“Gedruckte Nanotube-Strukturen können in vieler Weise nützlich sein”, erklärt Vajta. „Einige potenzielle Anwendungen basierend auf ihrer Leitfähigkeit umfassen biegsame Elektronik für Displays, Antennen und Batterien, die in Papier oder Stoff integriert werden können.“ Zukünftig könnte man dadurch die Batterie für seinen Laptop oder das Mobiltelefon in Form der Kleidung mit sich tragen.

Als nächsten Schritt wollen die Forscher die Qualität der Nanoröhrchen-Tinte und die Leitfähigkeit der resultierenden Muster weiter verbessern. Zurzeit muss das Papier noch mehrfach durch den Druckprozess gehen, um ausreichende Leitfähigkeit zu erhalten. Ebenfalls testen wollen die Forscher die Möglichkeit, verschiedene „Tinten“ mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften einzusetzen.
(Rensselaer Polytechnic Institute, 01.09.2006 - NPO)
 
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