Neuartiges Sensor-Papier lässt sich mit der Schere bearbeiten

Gedruckte Elektronik ist ein Milliardenmarkt der Zukunft: Spezielle Drucker bringen dabei Strom leitende Flüssigkeiten auf dünne, flexible Folien auf. So entstehen beispielsweise Multi-Touch-Sensoren, die herkömmliche Oberflächen in interaktive verwandeln. Ein Fingerdruck auf das Armband der Uhr genügt dann, um die Beleuchtung zu aktivieren.

In naher Zukunft: Sensorpapier aus dem Schreibwarenladen

Diese Sensor-Materialien, die in immer mehr Branchen reißenden Absatz finden, sollen in Zukunft auch Endverbraucher selbst gestalten können. „Wir wollen eine neue Art von Material schaffen, das Anwender zum Beispiel in Schreibwaren-Abteilungen kaufen können“, erklärt Jürgen Steimle, Informatiker am Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken, und beschreibt eine mögliche Anwendung: „Stellen Sie sich vor, ein Kind nimmt das von uns entwickelte Sensor-Papier und schneidet sich eine Blume in Form einer Blüte samt Stiel und Blättern aus. Berührt es nun die Blüte, ertönt das Brummen einer Hummel.“ Für die Zukunft seien dabei sogar Apps für Smartphones denkbar, mit denen Eltern die gedruckten Sensoren mit entsprechenden Effekten verknüpfen können.

Wird die Vision der Informatiker Wirklichkeit, könnte Sensor-Material zukünftig in jedem Schreibwarenladen zu kaufen sein. Es kann Oberflächen von Alltagsgegenständen zu interaktiven Flächen machen und Kindern beispielsweise ein völlig neues Bastelerlebnis ermöglichen.

Quelle: Max-Planck-Institut für Informatik

Das Problem: Bislang ist es kaum möglich, die Form des Materials entsprechend der individuellen Bedürfnisse zurechtzuschneiden, ohne die Elektronik dabei zu beschädigen. Denn die Schaltpläne ähneln dem Karopapier in Rechenheften. Gedruckte Drähte verlaufen horizontal und vertikal, an ihren Schnittpunkten sitzen die berührungsempfindlichen Elektroden. Da jeder Draht gleich mehrere Elektroden verbindet, ist der Schaden umso größer, wenn man ihn durchtrennt. Das ist in etwa wie mit den Glühbirnen in der Lichterkette am Weihnachtsbaum: Geht eine kaputt, leuchtet die gesamte Kette nicht mehr.

Wurzelgeflecht von Pilzen inspirierte

Um das Sensormaterial gegen Schnitte und das Abtrennen ganzer Bereiche unverwundbar zu machen, standen die Wissenschaftler vor der Herausforderung, für Elektroden und Steuereinheit eine neue Anordnung zu finden. Sie ließen sich dabei gemeinsam mit ihren Kollegen vom US-amerikanischen MIT Media Lab vom menschlichen Nervensystem und dem Wurzelgeflecht von Pilzen inspirieren und entschieden sich für eine sternförmige Anordnung, bei der die Steuereinheit im Zentrum sitzt und mit jeder Elektrode separat verbunden ist. Durch diese Anordnung ist es möglich, das Material zu Dreieck oder Rechteck, Oval oder Stern, Wolke oder Herz zurechtzuschneiden.

Der internationale Industrieverband Organic and Printed Association vermutet, dass flexible Elektronik zwischen 2017 und 2020 für End-Anwender verfügbar sein wird. Steimle fügt hinzu: „Die Herstellungskosten sind schon jetzt so gering, dass der Druck unserer Folie im DIN-A4-Format im Labor nur knapp einen US-Dollar kostet.“