Wissenschaftler entwickeln flexible Schaltkreise

Verformbare elektronische Elemente für neue Anwendungen in der Medizin

Wissenschaftler in den USA haben Schaltkreise entwickelt, die gebogen, gedehnt und verdreht werden können. Möglich wird das, weil sich die Schaltkreise fast um das Anderthalbfache ihrer Größe dehnen lassen. Diese Schaltkreise sollen auf unregelmäßige Oberflächen, etwa den menschlichen Körper, aufgebracht werden können.

Artikel veröffentlicht am 24. November 2008, 12:06 Uhr, Werner Pluta

Biegsame Schaltkreise (Foto: Northwestern University) Die flexiblen Schaltkeise basieren auf einer Technik, die Yonggang Huang von der Northwestern University in Evanston im US-Bundesstaat Illinois und John Rogers von der Universität von Illinois in Urbana-Champaign bereits in ihrem Kamerasensor mit gekrümmter Oberfläche eingesetzt haben: Dafür hatten die beiden Wissenschaftler die Größe der Bauteile so verringert, dass sie nicht durch die Krümmung beschädigt werden - vergleichbar mit Gebäuden: Das sind zwar flache Gebilde auf einer gekrümmten Oberfläche. Verglichen mit der Erdoberfläche ist die Grundfläche eines Gebäudes jedoch so klein, dass die Erdkrümmung nicht ins Gewicht fällt.

Stabilisiert werden die elektronischen Bauteile auf der gekrümmten Oberfläche durch kleine Metalldrähte, sogenannte Pop-up-Brücken. In dem Kamerachip waren diese Brücken noch gerade. Huang und Rogers haben die Brücken nun s-förmig gestaltet. Das ermöglicht es, die Brücken um bis zu 140 Prozent zu dehnen.

Die neue Technik erlaube es, flexible Sensoren, Sender oder Photovoltaikzellen für Anwendungen in der Medizin oder für Sportler zu entwickeln, so die Wissenschaftler. "Für viele Anwendungen auf dem menschlichen Körper, etwa für einen Sensor, der darauf angebracht wird, müssen elektronische Bauteile sich nicht nur dehnen oder biegen, sondern auch verdrehen lassen", sagte Huang. "Also haben wir unsere Pop-up-Technik entsprechend angepasst. Jetzt kann sie beliebig verformt werden."

Huang und Rogers forschen schon lange an flexiblen elektronischen Elementen. Im Jahr 2005 stellten sie ein Einkristall-Silizium vor, das sich auf Grund seiner Wellenform dehnen ließ.