Research & Technology
Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und Wirtschaft
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Kleiner »Zwerg« ganz groß
Nanopartikel sind auf dem Vormarsch. Das zeigt auch das nordrhein-westfälische Landescluster »NanoMikro+Werkstoffe.NRW«, in dem auch das Cluster-Gründungsmitglied CeNIDE (Center for NanoIntegration der Universität Duisburg-Essen (UDE)) in Halle 2, Stand C32 vertreten ist. Im Moment forscht das CeNIDE nach verarbeitbare Polymere mit hoher Leitfähigkeit. Als Beispiel hierfür steht druckbare Elektronik, welche Schaltungen auf Basis leitfähiger Kunststoffe oder organischer Verbindungen umfasst. Meistens werden die Moleküle dabei in Form dünner Filme auf Folien gedrückt, geklebt oder anderweitige aufgebracht.
Das britische Marktforschungsunternehmen IDTechex sagt für den Bereich der organischen Elektronik für das Jahr 2027 ein weltweites Umsatzvolumen von mehr als 300 Mrd. Dollar voraus.
Seit Beginn der Forschung Anfang der 1990er Jahr sehen sich die Wissenschaftler allerdings mit einem Problem konfrontiert: Sie versuchen, leicht verarbeitbare Polymere mit hoher Leitfähigkeit zu entwickeln, liegen jedoch bei allem Fortschritt um mindestens drei Größenordnungen niedriger als bei anorganischen Kristallen. Hinzu kommt, dass die organischen Materialien nicht temperaturstabil sind und an der Luft schnell oxidieren. Daher streben die Forscher in Richtung anorganischer Materialien mit dem Ziel, diese druckbar zu machen. Prof. Roland Schmechel, Leiter der Nanostrukturtechnik an der UDE: »Zerlegt man einen herkömmlichen Halbleiterkristall in nur wenige Nanometer kleine Partikel, so können diese in eine stabile Suspension überführt werden, die sich im Prinzip drucken lässt.«
Als Partner steht den Forschern der CeNIDE und UDE das IUTA (Institut für Energie- und Umwelttechnik) zur Seite. Das Institut hat eine der weltweit größten Versuchanlagen zur Herstellung von Nanopartikeln aus der Gasphase. Produziert werden die Teilchen von drei Reaktoren, je ein Flammen-, Plasma- und Heißwandreaktor. So kann das Institut eine breite Palette an Nanopartikeln anbieten, die nicht nur für druckbare Elektronik eingesetzt werden kann. Auf Basis von Nanodispersionen sollen konkrete Bauteile wie Transistoren, Sensoren und Photovoltaikzellen entstehen.
Als Treiber für die Forschungsarbeiten wurde mit der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) ein Graduiertenkolleg mit dem Titel »Nanotronics - Photovoltaik und Optoelektronik aus Nanopartikeln« eingerichtet. Ziel der Forschung ist es ein Schritt auf dem Weg zu druckbarer Optoelektronik und Photovoltaik »von der Rolle«.
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