Flexible Elektronik: Kombuchakultur produziert biegbare Platinen
Bei der Herstellung von fermentierten Tees wächst eine einzigartige Kultur aus Hefen und Bakterien. Forscher fertigen daraus biegbare Platinen.
Flexible Platinen finden sich in diversen Geräten, und für am Körper getragene oder in Kleidung integrierte Elektronik sind sie unverzichtbar. Meist werden sie aus Polymeren wie dem temperaturbeständigen Polyimid hergestellt.
Daneben untersuchen Forscher auch verschiedene natürliche Materialien wie Pilzmycelien. Dazu zählt auch die Kombuchakultur, die britische Forscher trockneten und mit Leitern versahen. Die Ergebnisse beschreibt ein bei Arxiv vorveröffentlichtes Paper (PDF).
Es stammt von einem Team um Andrew Adamatzki vom Unconventional Computing Laboratory der Universität Bristol, das bereits längere Erfahrung mit Elektronik auf Basis von Pilzen hat. Bei den Kombucha-Platinen erprobten die Forscher verschiedene Methoden, um Leiterbahnen aufzubringen: Neben einem Aerosoldrucker verwendeten sie einen 3D-Drucker, um flexibles, leitfähiges Filament und leitfähige Tinte aufzubringen. Mit dieser wurden die Schaltkreise einfach aufgezeichnet.
Die klassische Platinenfertigung, bei der eine Kupferschicht aufgebracht und nicht benötigte Teile weggeätzt werden, ist hingegen bei natürlichen Substraten kaum denkbar. Auch wurden Komponenten nicht aufgelötet, sondern mit Epoxidharz mit beigemischtem Silber aufgeklebt.
Da die Kombucha-Platinen bis 200° C stabil sind, ist Löten allerdings zumindest theoretisch denkbar. Laut dem Paper sollen die hergestellten Schaltungen mehrere Biege- und Streckzyklen überstanden haben. Genaue Daten dazu finden sich allerdings nicht.
Eine komplexe Symbiose
Bei der Herstellung von Kombucha wächst auf gezuckertem Tee eine komplexe Lebensgemeinschaft von Bakterien und Hefepilzen. Einige der Bakterien erzeugen Zellulose, die zusammen mit dem Pilzmycel eine stabile Matte bildet. Im feuchten Zustand ist sie leitfähig, getrocknet isoliert sie allerdings zuverlässig, selbst wenn sie wieder angefeuchtet wird.
Auch für einen langfristigen Einsatz eignet sich das Zellulosematerial, es kann sogar zu einem Lederimitat verarbeitet werden. Gegenüber Kunststoffen haben biologische Materialien den Vorteil, dass sie biologisch abbaubar sind.
Das vereinfacht die Entsorgung, da etwa in Kleidung eingearbeitete Elektronik nicht aufwendig entfernt werden muss. Allzu komplexe Schaltungen sind aktuell aber nicht möglich, dafür ist deren Herstellung zu kompliziert.
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