Balg: Nanobalg funktioniert wie bei Akkordeon (Foto: pixelio.de/W.pilsak)

Carolina (pte015/18.06.2015/13:59) –

Forscher der North Carolina University http://unc.edu haben ein dehnbares und transparentes sowie leitfähiges Material
entwickelt, das wie eine Nano-Ziehharmonika funktioniert. Das Material
lässt sich in flexiblen Elektrogeräten, verformbaren Displays oder
tragbaren Sensoren anwenden.

Anleitungen aus der Geometrie

"Bisher gibt es keine leitfähigen, transparenten und
dehnbaren Materialien in der Natur, daher mussten wir selbst welche
entwickeln. Unsere Technik verwendete Anleitungen aus der Geometrie, um
sprödes Material zu dehnen", sagt Forschungsleiter Abhijeet Bagal. Die
Experten kreierten eine dreidimensionale Polymervorlage auf einem
Siliziumsubstrat und formten damit eine ganze Reihe von gleich großen
Rechtecken, die dann mit Zinkoxid als dem leitenden Material überzogen
wurden. Die Forscher entfernten anschließend das Silizium und die
Vorlage.

Was übrig blieb, waren eine Reihe von symmetrischen
Zinkoxid-Rippen und ein elastisches Substrat. Weil sowohl das Zinkoxid
als auch das Polymer durchscheinend sind, ist die Struktur transparent.
Und weil die Kämme erlauben, zu kontrahieren und zu expandieren wie die
Bälge des Akkordeons, ist auch die Dehnbarkeit des Materials gegeben.

Dicke der Zinkoxidschicht wichtig

"Wir können sogar die Dicke der Zinkoxidschichten
kontrollieren und haben dazu intensive Tests durchgeführt. Das ist
insofern wichtig, als dass die Stärke der aufgetragenen Zinkoxidschicht
die optische Struktur und elektrische sowie mechanische Eigenschaften
beeinflusst", so Bagal. Die Struktur kann wiederholt gedehnt werden,
ohne zu brechen. Obwohl ein geringer Leitungsverlust beim ersten Mal
entsteht, bei dem das Nano-Akkordeon gedehnt wird, bleiben die weiteren
Kontraktionen oder Expansionen ohne Leitungsverlust.