Elektronische Postkarte reagiert auf Magnetfelder

Dresden – Wer eine elektronische Glückwunschkarte aufklappt, hört direkt eine kurze Melodie aus einem winzigen Lautsprecher. Ist bisher ein mechanisches Hebelwerk für das Schalten verantwortlich, könnten solche Systeme in Zukunft einfacher über Magnetfelder, völlig ohne empfindliche Kontakte funktionieren: Forschern gelang es, einen Magnetsensor auf Papier aufzudrucken. Wie sie in der Fachzeitschrift „Advanced Materials“ berichten, füllt ihr gedruckter Sensor eine wichtige Lücke, um einfache und günstige elektronische Schaltkreise eleganter kontrollieren zu können.

Postkarte mit Schaltkreis, auf dem ersten Bild ist sie fast geschlossen, auf dem zweiten wird sie geöffnet und eine Leuchtdiode leuchtet auf.
Gedruckter Magnetsensor schaltet Leuchtdiode

„Unser Prototyp eines gedruckten Magnetschalters zeigt, dass die Vision von interaktiver und vollständig gedruckter Elektronik Realität werden kann“, sagt Denys Makarov, der den Magnetsensor zusammen mit seinen Kollegen am Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung in Dresden entwickelt hat. Dazu mischten sie ein Pulver mit Anteilen aus Kobalt und Kupfer in ein flüssiges Polymer. Diese magnetische Tinte konnten sie auf verschiedenste Unterlagen von Papier bis zu Siliziumdioxid auftragen. Einmal getrocknet reagierten die dünnen Schichten auf äußere Magnetfelder und veränderten dabei ihre elektrische Leitfähigkeit. Verantwortlich dafür war der sogenannte gigantische magnetoresistiver Effekt, der heute auch für die hohe Speicherdichte in Festplatten genutzt wird.

Um die Funktion ihres Magnetschalters zu testen, verknüpften sie den Magnetsensor auf einer aufklappbaren Grußkarte mit einer Leuchtdiode (LED). Zusammengeklappt wirkte das Feld eines kleinen Permanentmagneten auf den Sensor und verhinderte so den Stromfluss durch die Leuchtdiode. Aufgeklappt dagegen verringerte sich der elektrische Widerstand im filigranen Sensor und die LED leuchtete auf.

Die magnetische Tinte lässt sich laut Aussage der Forscher leicht im großen Maßstab herstellen. Da sie sowohl auf Papier und Kunststoff als auch auf kristallinen Unterlagen haftet, kann sie prinzipiell mit einfachen Sprüh- oder Druckverfahren auf beliebig geformte Flächen aufgetragen werden. Günstig produzierte und gedruckte Elektronik – vom Funksensor bis zu komplexen Schaltkreisen – könnte damit um einen eleganten, kontaktlosen und über Magnetfelder kontrollierbaren Schalter ergänzt werden.