Flexible Nanohaut: Leitfähige Unterlage für biegsame Elektronik und Displays

Eine dünne Schicht aus Kunststoff mit eingelagerten Nanoröhrchen aus Kohlenstoff könnte schon bald als Unterlage für biegsame Elektronik und Displays dienen.

Nanohaut
Nanohaut

Troy (USA) - Schon heute lassen sich aus halbleitenden, flexiblen Polymeren komplexe Schaltkreise herstellen. Auch die Pixelschichten für elektronisches Papier lassen sich im Prinzip eng zusammenrollen. Doch für beliebig verformbare Bildschirme fehlt es an ebenfalls biegsamen, elektronischen Unterlagen, die über lange Zeit stabil bleiben. Eine dünne Schicht aus Kunststoff mit eingelagerten Nanoröhrchen aus Kohlenstoff könnte diese Lücke stopfen, wie amerikanische Forscher in der Fachzeitschrift "Nano Letters" berichten.

"Wir haben einen Weg gefunden, um Areale aus Nanoröhrchen in eine weiche Polymermatrix einzulagern ohne deren Form, Größe und Ausrichtung zu stören", sagt Pulickel Ajayan vom Rensselaer Polytechnic Institute in Troy. Für die ersten Prototypen einer solchen Nanohaut griff sein Team zu dem transparenten Kunststoff Polydimethylsiloxan. In wenige Mikrometer dünne Schichten dieses flexiblen Polymers lagerten sie, senkrecht ausgerichtet, mehrwandige Röhrchen aus Kohlenstoff ein. Diese Hohlkörper sind selbst unter mechanischer Beanspruchung ausgesprochen stabil, elektrisch leitend und können über eine angelegte Spannung zur Aussendung von Elektronen (Feldemission) angeregt werden. Für die kontrollierte Strukturierung der Nanoröhrchenareale nutzten Ajayan und Kollegen lithografische Methoden.

Ein dichtes Netzwerk aus eingelagerten Nanoröhrchen ist vor allem wegen der Feldemission interessant. Die ausgesendeten Elektronen könnten so Leuchtstoff-Moleküle zu einer Lichtaussendung anregen. Fein strukturiert bildet sie die Grundlage für die Pixel eines flexiblen Displays mit hoher Auflösung. Sowohl der Silikon-Kunststoff als auch die Nanoröhrchen selbst lassen eine gute Langzeitstabilität erwarten. Existieren heute schon starre Prototypen solcher Nanoröhrchendisplays, könnten mit dieser Nanohaut schon bald flexible elektronische Anzeigen entstehen.