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HANNOVER MESSE 2018, 23. - 27. April
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ELEKTRODEN DURCH ELEKTROSPINNING

Transparente, flexible Elektroden durch Elektrospinning-Prozesse

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Produktbeschreibung

Für die Entwicklung transparenter, flexibler Elektroden nutzt das INM das sogenannte Elektrospinnen: Materialien werden in feinste Fasern versponnen, die hundertmal dünner als ein menschliches Haar sind. Diese schlagen sich als unstrukturiertes, weitmaschiges Netz auf Glas und auch auf Folie nieder. Mit dem Verspinnen von leitfähigen Materialien ergeben sich so transparente, flexible, leitfähige Elektroden, deren Streuverlust unter zwei Prozent liegt.
Das Prinzip des Elektrospinnens beruht auf der Elektrohydrodynamik von Polymertropfen in starken elektromagnetischen Feldern. Die Tropfen gehen im elektrischen Feld in einen Kegel über. Aus diesem schießt ein Strahl des flüssigen Polymers heraus, um so die elektrischen Ladungen zu verringern. An der Luft bilden sich aus dem Polymerstrahl wegen seiner Biegestabilität Fasern mit einer Dicke von weniger als 500 Nanometern. Sie scheiden sich auf Substraten wie Glas oder Folie als unstrukturiertes, weitmaschiges Netz ab. Das Neuartige am INM - Ansatz liegt in den Ausgangsmaterialien: Es werden Polymere, Komposite aber auch Sole, die anschließend kalziniert werden, verwendet. Je nach Ausgangsmaterial ist es möglich, sowohl intrinsisch leitfähige Fasern herzustellen, als auch solche, die in einem weiteren Schritt über Photochemische Metallisierung elektrisch leitfähig werden.
Im Gegensatz zu Strukturierungsverfahren über Stempel oder Druckverfahren, ermöglicht das Elektrospinnen unstrukturierte leitfähige Vliese, deren Dichte hoch genug ist, um die elektrische Leitfähigkeit auf dem Substrat flächendeckend zu ermöglichen. Gleichzeitig ist die Anzahl an Faserkreuzungspunkten so gering, dass die Lichtstreuung auf unter zwei Prozent reduziert wird. Bei einer Faserdicke unter einem halben Mikrometer ist das Vlies für das menschliche Auge nicht zu erkennen und erscheint transparent. Durch den netzartigen, unsymmetrischen Charakter der Fasern fallen auch typische Beugungsphänomene weg, wie zum Beispiel störende Regenbogeneffekte.

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