Ein großer Nachteil bei aktuell gedruckten Schaltungen ist Recyclebarkeit der verwendeten Substrate. die in den meisten Fällen eine gewisse Menge Silber enthalten. Dieses sollte nach Möglichkeit jedoch nicht in den Wertstoffkreislauf Papier gelangen. Eine Alternative könnte sich mit der Entwicklung von Farben und Tinten auf Basis von Graphen (Kohlenstoff) bieten.
Auf der „Printer Electronics Europe“ in Berlin präsentierte sich der Hersteller Vorbeck als Zulieferer für die Druckindustrie . Auf Basis von atomar flachem Kohlenstoff (Graphen), wurde hier ein elektrisch leitfähiges Substrat vorgestellt. Entwickelt wurde dies seit 2006 in Zusammenarbeit mit der Princeton University. Mit der Farbe lassen sich problemlos Leitungsbahnen für diverse Schaltungen auf unterschiedliche Trägermaterialen drucken. Das hierbei verwendete Graphen ist technisch nicht anderes als das, was als Kohlenstoff bislang schon in Papier und Farbe enthalten ist. Somit kann die Farbe im Wertstoffkreislauf Papier verbleiben und bedarf keiner speziellen Entsorgung.
Die sogenannte Vor-Ink besitzt sehr gute elektrisch leitende Eigenschaften und lässt sich für alle Anwendungen von RFID über OLED bis hin zu Sensoren einsetzen. Die elektrische Leitfähigkeit soll zwar unter der von Silber liegen, dies reicht jedoch aus um einfache Schaltungen zu realisieren. Alternativ lässt sich die Schichtdicke der Leiterbahn erhöhen um die gleiche Leitfähigkeit wie bei Silber zu erreichen.
Verdrucken lässt sich die Farbe aktuell im InkJet-, Sieb-, Flexo- und Tiefdruckverfahren. Erste Versuche zur Integration in bestehende Produkte mit Verpackungsherstellern sind laut Hersteller erfolgreich abgeschlossen. In den Tests wurden Schaltung mittels Rolle-zu-Rolle Flexodruck aufgedruckt. Die Verwendung von auf Graphen basierender Farbe ist ein guter Kompromiss zwischen Wiederverwertbarkeit der Verpackung und Herstellungspreis, so Vorbeck. Die so gedruckte Schaltung lässt sich nach dem Gebrauch problemlos über das Altpapier entsorgen, was für besonders schnelllebige Produkte wie Zeitungen, Magazine und Verpackungen ein entscheidender Faktor ist.
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(Nils-Arne Pohlandt | Quelle: printed electronics europe | vorbeck)
