Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik

N. N.

  • Gruppe: 

    Angewandte Mechanik

  • KIT - Campus Süd
    Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik
    Arbeitsgruppe Angewandte Mechanik

    Gotthard-Franz-Str. 3, Geb. 50.31
    76131 Karlsruhe

Herstellung flexibler Elektronik auf Basis von Kohlenstoff-Nanomaterialien

Die flexible Elektronik erfährt derzeit große Aufmerksamkeit aufgrund potenieller Anwendungen in Wearables der nächsten Generation, humanoiden Robotern und dem "Internet der Dinge". Die elektronische Haut (E-Haut) ist eine repräsentative flexible Elektronik, in die verschiedene Arten von Sensoren integriert sind, um externe Reize (Temperatur, Druck und Dehnung, Feuchtigkeit, Licht oder Magnetfeld) in elektronische Signale umzuwandeln. E-Haut ist potenziell nützlich als Mensch-Maschine-Schnittstelle, bei der Fernüberwachung des Gesundheitszustands in Echtzeit, bei implantierbaren Prothesen oder multifunktionalen sog. Smart Skins. Um eine hochleistungsfähige E-Haut zu erhalten, ist die Art des verwendeten Funktionsmaterials und die eingestellte Mikrostruktur entscheidend.

Kohlenstoff-Nanomaterialien sind ein Forschungsschwerpunkt der Nanotechnologie. Kohlenstoff-Nanomaterialien besitzen unterschiedliche Morphologien (0-dimensional  bis 3-dimensional), die sich zu unterschiedlichen Architekturen zusammensetzen lassen. Darüber hinaus besitzen Kohlenstoff-Nanomaterialien viele Vorteile wie gute elektrische Leitfähigkeit, intrinsische und strukturelle Flexibilität, geringes Gewicht, hohe chemische und thermische Stabilität, einfache chemische Funktionalisierung, die sie zu vielversprechenden Kandidaten für flexible und tragbare Elektronik machen.

Unsere Forschung zielt darauf ab, eine universelle Strategie oder Plattform für die direkte Herstellung verschiedener Sensoren/E-Haut-Typen mit Kohlenstoff-Nanomaterialien zu finden. Eine Veränderung der Verteilung und Anordnung der Mikrostrukturen von Funktionsmaterialien kann ein gangbarer Weg sein. Die Änderung der Rheologie während des 3D-Druckprozesses durch lokale Temperaturvariation (Laserstrukturierung) spielt hier eine wichtige Rolle.. Wir glauben, dass die schnelle Herstellung von E-Haut durch die Verwendung von Kohlenstoffmaterialien in Kombination mit weichen Polymeren die Entwicklung von flexibler Elektronik fördern wird.