Leuchtende Tätowierungen

Wasserdichte Mikroleuchtdioden lassen sich auf flexible Flächen deponieren und in Zukunft unter die Haut implantieren

Mikro-Leuchtdioden
Mikro-Leuchtdioden

Urbana-Champaign (USA) - Aus flachen Monitoren, Autorücklichtern oder ersten Raumlampen sind stromsparende Leuchtdioden nicht mehr wegzudenken. Nun konnten amerikanische Forscher die kleinen Module aus lichtaktiven Halbleitern so weit schrumpfen, das sie sich elegant auf flexiblem Gummi anordnen ließen. Wie sie in der Fachzeitschrift "Nature Materials" berichten, könnten mit die bis zu 100 Millionstel Meter kleinen Leuchtdioden beispielsweise auf den Gummi-Handschuhen von Chirurgen für ein besseres Licht bei einer Operation sorgen und später sogar zur Unterstützung von Heilungsprozessen in Patienten implantiert werden.

"Diese Systeme eröffnen viele Möglichkeiten für die Robotik und in der klinischen Medizin", schreiben John Rogers und seine Kollegen von der University of Illinois in Urbana-Champaign. Für die rot strahlenden Leuchtdioden deponierten die Wissenschaftler in einem Druckverfahren mehrere Schichten aus den Halbleitern Galliumindiumphosphid und Aluminiumgalliumarsenid auf eine flexible Kunststoffunterlage. Über winzige Elektroden konnten sie die Leuchtdioden (LED) mit Strom versorgen und zum Leuchten anregen.

Die kleinen LED konnten umhüllt mit durchsichtigem und flexiblem Kunststoff effektiv vor Feuchtigkeit geschützt werden. Auch bei starker Dehnung des gummiartigen Trägermaterials wurden die Leuchtdioden und die elektrischen Kontakte nicht zerstört. Zu Demonstrationszwecken setzen Rogers und Kollegen ein Areal aus mehreren Mikro-Leichtdioden auf die Fingerspitze eines Gummihandschuhs. Damit könnten Chirurgen direkt am Operationsort eine weitere Lichtquelle für einen sicheren Eingriff bekommen.

Auf der Basis der gleichen Drucktechnik lassen sich nicht nur Leuchtdioden, sondern auch Lichtsensoren im Mikroformat fertigen. Beide zusammen könnten in Zukunft sogar in Patienten implantiert werden, um beispielsweise den Blutzuckerspiegel permanent zu kontrollieren. Neben diesen biomedizinischen Anwendungen hält Rogers einen Einsatz der flexiblen Mikro-LED-Flächen in der Robotik, im Licht-Design oder gar in der Mode für möglich. Strahlen diese winzigen LED bisher nur in rot, wollen die Forscher in Zukunft auch Module für andere Lichtfarben wie blau, gelb oder grün entwickeln.