Technik so dehnbar wie Haut – Neue Forschung zu Soft Electronics 

Von Hardware zu Soft Electronics: Forscher entwickeln smartes Material, das biegsame Displays und unzerstörbare Smartphones verspricht. Kommt bald das Ende der Wegwerfgesellschaft?

Wer kennt es nicht – der Smartphone-Bildschirm sieht aus wie das eingeschlagene Schaufenster eines Juweliergeschäfts. Ein neues Gerät muss her, der Elektromüll stapelt sich zwar im Keller. Umweltfreundlich ist das nicht, doch auf Laptop & Co. zu verzichten ist auch keine Option.

Die lebendige Welt um uns herum ist selten statisch und unveränderlich, sondern flexibel und im stetigen Wandel. Unsere Elektrogeräte sind das leider noch nicht. Sind sie einmal kaputt, bleibt uns meist nichts anderes übrig, als sie zu entsorgen und neue zu kaufen. Dieses Defizit sollen nun Soft Electronics, die flexibel und recycelbar sind, ausgleichen. Schon bald könnten elastische Handys, aufrollbare Laptops und unzerstörbare Displays der neue Standard werden.

Schon bald könnten elastische Handys, aufrollbare Laptops und unzerstörbare Displays der neue Standard werden. Bild: Kilian Seiler/Unsplash

Die Zukunft von Elektronik ist soft und biegsam 

Ein Team von amerikanischen Ingenieuren des Polytechnischen Instituts Virginia, auch bekannt als Virginia Tech, hat ein neues Material entwickelt, das dehnbar und flexibel wie eine zweite Haut sein soll und dabei nichts an elektrischer Leitfähigkeit einbüßt. An der sogenannten „Soft Elektronik“ wird bereits seit Jahrzehnten geforscht. Bisher waren die neuen Geräte jedoch nicht widerstandsfähig genug, da sie im Gegensatz zu herkömmlicher Elektronik keine robusten Hüllen oder Stützen nutzen können, die sie vor Schäden schützen. So waren sie letztendlich doch schadenanfälliger als robuste Geräte und damit auch nicht nachhaltiger.

Die Forscher von Virginia Tech arbeiteten deshalb daran, ein Material zu entwickeln, das flexibler, elastisch und regenerativ, also selbstheilend ist. In ihrer kürzlich veröffentlichten Studie stellen die Ingenieure ein recycelbares, metallisches Elastifizierungsmittel vor, das den Weg für unzerstörbare Smartphones & Co bereiten könnte.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie stellen Ingenieure von Virginia Tech ein recycelbares, metallisches Elastifizierungsmittel vor, das den Weg für unzerstörbare Smartphones & Co bereiten könnte. Bild: Alex Parrish für Virginia Tech.

Das von ihnen entwickelte Material besteht aus flüssigen, metallischen Tröpfchen, die beliebig miteinander kombiniert werden können, statt aus unflexiblen Kabeln, die schnell reißen. Damit lässt sich das Material maximal verbiegen und bricht erst bei einer Belastung von 1200%. So kann ein Handy Stürze aus jeder Höhe überleben, ohne dabei an elektrischer Leitfähigkeit zu verlieren und sich bei größeren Schäden durch automatische Rekonfiguration der Tröpfchen sozusagen selbst heilen. Geht ein Gerät trotzdem kaputt oder ist zu alt, kann das Material recycelt werden und in einem neuen Gerät wieder zum Leben erweckt werden.

Das Ende der Wegwerf-Wirtschaft?

„Um Stromkreisläufe herzustellen, haben wir eine skalierbare Herangehensweise durch Prägung gewählt, die es uns ermöglicht, schnell abstimmbare Stromkreisläufe durch selektiv verbundene Tröpfchen zu erschaffen“, erklärt Ravi Tutika, einer der Autoren der Studie. „Somit können wir die Tröpfchen lokal aufbrechen, Stromkreiskäufe beliebig erneuern und diese sogar ganz auflösen, alle Verbindungen unterbrechen, das Material recyceln und wieder von vorne anfangen.“

Soft Electronics könnten schon bald nicht nur für unzerbrechliche Displays, sondern auch für biegsame Computerchips oder faltbare Lampen eingesetzt werden, oder in Materialien wie Kleidung oder Verpackungen integriert werden. In Zukunft wird unsere Umgebung also noch smarter und Produktdesigns auf dem Markt noch innovativer und nachhaltiger. Ob das auch tatsächlich der Wegwerf-Wirtschaft entgegenwirken wird, wird sich zeigen. Auch das Bundesministerium für Bildung und Forschung ist sich sicher, dass die Elektronik der Zukunft flexibel ist und sieht die Soft Electronics Branche als Teil des nachhaltigen Strukturwandels. Mit ein bisschen Optimismus und Vorstellungskraft könnte ein neu gekauftes Handy also bald das letzte sein und ein zersplitterter Bildschirm bald der Vergangenheit angehören.

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