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Karlsruher Institut für Technologie

Kompostierbare Displays für nachhaltige Elektronik

09. Dezember 2020, 10:19 Uhr   |  Anja Zierler

Kompostierbare Displays für nachhaltige Elektronik
© Manuel Pietsch, KIT

Das bioabbaubare Display kann aufgrund seiner Anpassungsfähigkeit und Adhäsion direkt auf der Hand getragen werden.

Einem Forscher-Team am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es erstmals gelungen, biologisch abbaubare und damit nachhaltige Displays zu produzieren. 

Mit ihrer Entwicklung konnte das Team erstmalig zeigen, dass sich nachhaltige Displays aus überwiegend natürlichen Materialien mittels industriell relevanter Fertigungsmethoden herstellen lassen. Weil sie kompostierbar sind, tragen sie daher nach Gebrauch auch nicht zum Elektroschrott bei, so  Manuel Pietsch, Erstautor der Publikation und Forscher des Lichttechnischen Instituts (LTI) des KIT am InnovationLab in Heidelberg: »Dies könnte in Kombination mit Recycling und Wiederverwendbarkeit dazu beitragen, einige der Umweltauswirkungen von Elektroschrott zu minimieren oder ganz zu verhindern.«

Geringer Energieverbrauch, simple Bauteilarchitektur

Die Funktion des Displays basiert auf dem sogenannten elektrochromen Effekt des verwendeten organischen Ausgangsmaterials. Legt man daran eine Spannung an, führt das zu einer veränderten Aufnahme von Licht und damit zu einer Farbänderung im Material. Elektrochrome Displays verbrauchen im Vergleich zu kommerziell erhältlichen Displays, wie LEDs, LCDs und E-Paper, weniger Energie. Gleichzeitig zeichnen sie sich durch eine simple Bauteilarchitektur aus. 

Ein weiterer Vorteil: Diese Displays lassen sich im Tintenstrahldruckverfahren herstellen und ermöglichen dadurch eine maßgeschneiderte, kostengünstige und materialeffiziente Produktion. Außerdem ist dieses Verfahren auch für skalierende Prozesse mit hohem Durchsatz geeignet. Die verwendeten Materialien sind hauptsächlich natürlichen Ursprungs oder biokompatibel. Das Display wird zudem mit Gelatine versiegelt. Dadurch wird es adhäsiv und anpassungsfähig und lässt sich zudem auf verschiedenen Körperstellen direkt auf der Haut tragen.

Einsatz in Medizindiagnostik und Lebensmittelverpackungen

Das Display eignet sich grundsätzlich für kurzlebige Anwendungen als Indikator für Sensoren oder einfache Anzeigen in verschiedenen Bereichen. Einer davon: Die Medizindiagnostik. Denn bei diagnostischen Anwendungen müssen die Sensoren zusammen mit deren Indikatoren aus hygienischen Gründen nach jeder Anwendung aufwendig gereinigt oder entsorgt werden. Im Falle des neu entwickelten Displays entsteht dabei kein Elektroschrott, sondern es kann einfach kompostiert werden. Auch im Bereich von Verpackungen für nicht-wiederverwendbare Lebensmittel könnte das Display als kompakte Anzeige für qualitätsüberwachende Sensoren verwendet werden. 

Den Wissenschaftlern zufolge handelt es sich bei der Entwicklung um die erste Demonstration eines tintenstrahlgedruckten, biologisch abbaubaren Displays. Ihre Ergebnisse veröffentlichen sie im Journal of Materials Chemistry. 

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