Forscher beschreiben transparente Folien mit UV-Licht Leuchtende Etiketten - scinexx | Das Wissensmagazin
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Forscher beschreiben transparente Folien mit UV-Licht

Leuchtende Etiketten

Leuchtendes Etikett
Ein leuchtendes Etikett, kontaktlos aufgedruckt auf eine Plastikfolie. © M. Gmelch und H. Thomas/ TU Dresden

Etiketten der Zukunft? Forscher haben hauchdünne Plastikfolien mithilfe von Licht beschriftet. Das Geheimnis dieser transparenten Etiketten: Sie enthalten organische Moleküle, die unter Einfluss von UV-Strahlung zu leuchten beginnen – und auf diese Weise Informationen wie Barcodes preisgeben können. Der leuchtende Aufdruck lässt sich jederzeit wieder aus der Folie entfernen und durch neue Informationen ersetzen, wie das Team berichtet.

Sie tragen Barcodes, Produktnummern oder Adressen und begegnen uns im Alltag an jeder Ecke: Etiketten. Die kleinen Hinweisschilder zieren fast jedes im Handel erhältliche Produkt und kommen meist in schnöder schwarz-weiß Optik daher. Doch es geht auch anders: Ginge es nach Wissenschaftlern von der Universität Dresden, könnten Etiketten künftig transparent sein – und ihre Informationen leuchtend preisgeben.

Schreiben mit UV-Licht

Das Team um Sebastian Reineke hat eine Technik entwickelt, um Daten wie Barcodes auf transparenten Folien zu speichern – und dies berührungslos und mit hoher Präzision. Für ihre Etiketten 2.0 bringen die Forscher leuchtende organische Moleküle in weniger als 50 Mikrometer dünne Plastikfolien ein. Diese Moleküle befinden sich zunächst noch in einem deaktivierten, dunklen Zustand.

Durch lokale Bestrahlung mit ultraviolettem Licht lassen sie sich aber aktivieren und beginnen zu leuchten. Auf diese Weise können mithilfe einer Maske oder eines Laserschreibers Muster in die Folie geschrieben werden, wie Reineke und seine Kollegen berichten. Der Clou dabei: Durch Bestrahlung mit infrarotem Licht lässt sich das aufgedruckte Muster oder die Leuchtschrift jederzeit wieder vollständig aus der Folie entfernen.

Wiederbeschreibbare Etiketten
Die durch UV-Licht eingeschriebenen Strukturen können durch Infrarotlicht wieder gelöscht werden. © M. Gmelch und H. Thomas/ TU Dresden

Schlüssel-Molekül Sauerstoff

Welches Prinzip steckt dahinter? Die Funktionsweise der wiederbeschreibbaren, transparenten Etiketten basiert auf dem Molekül Sauerstoff. Dieser ist Bestandteil der Folie und raubt den Molekülen zunächst die Lichtenergie. Durch die Bestrahlung mit UV-Licht wird der Sauerstoff über eine chemische Reaktion aus der Folie entfernt. Dadurch können die Moleküle an den so behandelten Stellen ungestört leuchten.

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Wird die Folie im Anschluss mit infrarotem Licht bestrahlt, erhöht sich ihre Temperatur und gleichzeitig ihre Sauerstoffdurchlässigkeit. Damit wird die ursprüngliche Sauerstoffkonzentration wiederhergestellt, die organischen Moleküle werden wieder inaktiv. Im Gegensatz zu herkömmlichen Etiketten ist diese Auszeichnung damit sehr einfach wieder zu entfernen und mit neuen Daten überschreibbar.

„Vielseitig einsetzbar“

„Diese unsichtbaren und wiederbeschreibbaren Etiketten können vielseitig und mit einem minimalen Materialeintrag eingesetzt werden“, sagt Reineke. Er und seine Kollegen beziffern die Materialkosten ihrer neuartigen Etiketten auf unter zwei Euro pro Quadratmeter – und versprechen sich breite Anwendungsmöglichkeiten. So könnten die Etiketten nicht nur für die Kennzeichnung von Alltagsprodukten eingesetzt werden, sondern bieten den Forschern zufolge auch neue Möglichkeiten der Dokumentenbeglaubigung. (Science Advances, 2019; doi: 10.1126/sciadv.aau7310)

Technische Universität Dresden

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