Transparente Elektroden für Smartphones

(Keystone-SDA) ETH-Forschende stellen extrem transparente und leitfähige Elektroden vor, die sie mittels eines neuen Nanodruckverfahrens hergestellt haben. Diese Elektroden könnten Touchscreens verbessern.

Forschenden unter der Leitung von Dimos Poulikakos, Professor für Thermodynamik der ETH Zürich, ist es gelungen, transparente Elektroden mittels eines 3D-Druckverfahrens herzustellen. Sie erzeugten ein Gitternetz aus Gold- oder Silber-“Nanowänden” auf einer Glasoberfläche, wie die ETH Zürich am Mittwoch mitteilte.

Bessere Bildschirmqualität und Reaktionsfähigkeit

Der Bildschirm eines Smartphones oder Tablets soll Fotos und Filme in brillanter Qualität zeigen. Gleichzeitig soll er als Touchscreen auf Berührung reagieren. Das funktioniert nur dank transparenter Elektroden, die als kaum sichtbares Muster auf der Glasoberfläche liegen und messen, wo der Finger den Bildschirm berührt.

Die von Poulikakos und seinem Team hergestellten Elektroden übertreffen die heutzutage gebräuchlichen an Transparenz und Leitfähigkeit. Das könnte die Bildschirmqualität sowie die Reaktionsfähigkeit verbessern.

Nanowände statt Drähte

Die heute in Touchscreens gebräuchlichen Elektroden bestehen aus Indiumzinnoxid, das zwar transparent, aber nicht sehr leitfähig ist. Um die Leitfähigkeit zu verbessern, setzten die Forschenden um Poulikakos auf Gold und Silber. Da diese Materialien aber nicht transparent sind, setzten sie auf die dritte Dimension: Statt Drähten erzeugten sie hauchdünne Metallwände.

Nur 80 bis 500 Nanometer messen diese Wände in der Breite und sind daher von oben kaum zu sehen. Da sie aber zwei bis viermal höher als breit sind, bieten sie einen ausreichenden Querschnitt, um eine gute Leitfähigkeit zu erreichen. Denn mit zunehmendem Querschnitt von Gold- und Silberdrähten nimmt die Leitfähigkeit zu, wie Poulikakos in der Mitteilung erklärte.

Winzige Tröpfchen

Herstellen konnten die Forschenden die Nanowände dank eines von ihnen entwickelten 3D-Druckverfahrens namens “Nanodrip”. Ähnlich wie die steten Tropfen in einer Tropfsteinhöhle Stalagmiten aufbaut, lassen sich mittels einer Kapillare winzige Tropfen Materials zu 3D-Nanostrukturen aufbauen. Das Besondere dabei ist, dass sich Tröpfchen erzeugen lassen, die noch viel winziger sind als der Durchmesser der Kapillare.

Die Wissenschaftler wollen das Verfahren nun weiterentwickeln für die industrielle Nutzung. Gelingt die Massenproduktion, wäre auch ein Einsatz der Elektroden in grossen Touchscreens und in Solarzellen denkbar, für die ebenfalls transparente Elektroden benötigt werden.