Hygienisch und haltbar 08.10.2015, 10:36 Uhr

Der Touchscreen wird zum Touchless Screen

Der Touchscreen toppt sich selbst: Neuartige Displays reagieren bereits auf einen sich nähernden Finger. Berühren ist nicht mehr nötig. Das sorgt für weniger Verschleiß und Verschmutzung und hat dazu noch hygienische Vorteile.

Offenbar seiner Zeit weit voraus war der Schöpfer dieser Figuren auf dem Vordach der Wertpapierbörse in Frankfurt am Main (Hessen). Das Gebäude wurde im Jahr 1879 eingeweiht, lange bevor die Erfindung von Touchscreen und Tablet-Computern kam. Max-Planck-Forscher arbeiten aktuell am Touchless Screen, damit könnten die Geräte ohne direkten Hautkontakt gesteuert werden – das Berühren des Bildschims also bald schon Schnee von gestern sein. 

Offenbar seiner Zeit weit voraus war der Schöpfer dieser Figuren auf dem Vordach der Wertpapierbörse in Frankfurt am Main (Hessen). Das Gebäude wurde im Jahr 1879 eingeweiht, lange bevor die Erfindung von Touchscreen und Tablet-Computern kam. Max-Planck-Forscher arbeiten aktuell am Touchless Screen, damit könnten die Geräte ohne direkten Hautkontakt gesteuert werden – das Berühren des Bildschims also bald schon Schnee von gestern sein. 

Foto: Frank Rumpenhorst/dpa

Touchscreens, die angetippt und gewischt werden, um das jeweilige Programm zu steuern, haben sich in vielen Bereichen durchgesetzt. Smartphones und Tablets könnten kaum anders bedient werden. Fett und Feuchtigkeit der Finger übertragen sich aufs Display, es wird schmierig, mit der Zeit sogar rau und matt. Die Frage ist, was früher schlapp macht und einen Neukauf erfordert: das Display oder der Akku.

Künftig dürfte es allein der Akku sein. Denn Displays der Zukunft brauchen zur Programmsteuerung keine Berührung mehr. Es reicht in der Nähe der Oberfläche in die Luft zu tippen oder zu wischen. Der Touchless Screen, also der berührungslos bedienbare Monitor, ist machbar. Das haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung in Stuttgart und des Departments Chemie der Ludwig-Maximilians-Universität München bewiesen.

Aus einem Feuchtigkeitssensor wird ein Display

Anfangs ging es darum, einen besonders empfindlichen Feuchtigkeitssensor zu entwickeln. Sie bauten ihn aus Schichten von Antimon-, Phosphor-, Sauerstoff- und Wasserstoffatomen auf. „Von diesem Material weiß man schon länger, dass es Feuchtigkeit gut aufnehmen kann“, sagt Pirmin Ganter, Doktorand in der Forschergruppe. Es fängt Wassermoleküle ein, wodurch seine elektrische Leitfähigkeit zunimmt.

Berührungslose Farbänderung: Eine Struktur, in der sich Schichten aus Antimonphosphat und Oxid-Nanopartikeln abwechseln, erzeugt Farbe auf dieselbe Weise wie ein Schmetterlingsflügel oder Perlmutt. Die Farbe wechselt, wenn sich ihr ein Finger bis auf wenige Millimeter annähert. Denn das Material nimmt dann die Feuchtigkeit auf, die der Finger abgibt.

Berührungslose Farbänderung: Eine Struktur, in der sich Schichten aus Antimonphosphat und Oxid-Nanopartikeln abwechseln, erzeugt Farbe auf dieselbe Weise wie ein Schmetterlingsflügel oder Perlmutt. Die Farbe wechselt, wenn sich ihr ein Finger bis auf wenige Millimeter annähert. Denn das Material nimmt dann die Feuchtigkeit auf, die der Finger abgibt.

Foto: Advanced Materials 2015/MPI für Festkörperforschung

Mit diesem Sensor wiesen sie nach, dass Finger ständig Wassermoleküle abgeben, wenn auch in beinahe unendlich kleinen Mengen. Diese Eigenschaft, so sagten sie sich, könne man für einen berührungsfrei zu bedienenden Bildschirm nutzen.

Verblüffend schnelle Reaktionszeit

Eins fehlte den Forschern noch: eine Rückmeldung, dass der sich nähernde Finger eine Reaktion auslöst. Deshalb modifizierten sie das Material, sodass es seine Farbe ändert, wenn der Finger nah genug an der Bildschirmoberfläche ist. Das gelang durch den Einbau zusätzlicher Schichten aus Titan- und Siliziumdioxid. Das jetzt eingesetzte Material besteht aus mehr als zehn Schichten, die kaum ein Tausendstel Millimeter dick sind.

Die Reaktionszeit des Materials ist verblüffend. Während das Original seine Leitfähigkeit erst nach einigen Sekunden ändert, dauert es bei der modifizierten Version nur ein paar Millisekunden. Ebenso schnell entweichen die Wassermoleküle wieder.

Um das neue Display zur Serienreife zu bringen braucht es noch einige Zeit und einen industriellen Partner. Zahlreiche elektronische Geräte könnten damit ausgestattet werden. Vor allem für Fahrkarten- und Geldautomaten wären sie aus hygienischen Gründen eindeutig im Vorteil. Bakterien könnten so nicht mehr übertragen werden.

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