Nanoröhrchen aus Kohlenstoff erhöhen Leitfähigkeit und Stabilität von dehnbarem Kunststoff

Tokio (Japan) - Über viele Quadratmeter könnten sich bald Bildschirme selbst über gewölbte Oberflächen erstrecken. Auch große, flexible Flachleuchten auf wehenden Stoffbahnen sind ohne starre und leicht brüchige Stromkontakte vorstellbar. Die Grundlage für solche Produkte legten nun japanische Wissenschaftler mit einem dehnbaren und zugleich elektrisch leitfähigen Gummi. In der Fachzeitschrift "Nature Materials" präsentieren sie einen ersten Prototyp, in dem sie ein Netzwerk aus organischen Leuchtdioden mit dem Elektro-Gummi kontaktierten.

"Dieses Display konnte um 30 bis 50 Prozent gedehnt und über eine Halbkugel gespannt werden, ohne dass es beschädigt wurde", berichten Tsuyoshi Sekitani und seine Kollegen von der Universität Tokio. Um dieses Ziel zu erreichen, verteilten sie zuerst einwandige Nanoröhrchen aus Kohlenstoff homogen in einen fluorinierten Propylen-Gel. Diese Masse mischten sie mit einem Silikon-Gummi aus Polydimethylsiloxan. So ließ sich die elektrische Leitfähigkeit des Gummis auf etwa 100 Siemens pro Zentimeter deutlich erhöhen. Selbst als die Forscher dieses Material auf die doppelte Länge gedehnt hatten, nahm es keinen Schaden und behielt seine guten elektrischen Eigenschaften.

Mit diesem Elektro-Gummi kontaktierten sie über ein Druckverfahren zahlreiche, kleine organische Leuchtdioden (OLED). Die Leuchtstärke dieser winzigen Lichtquellen war danach etwa 50 mal höher als bei früheren Labormustern, bei denen andere verfügbare, leitfähige Kunststoffe für die Stromkontakte verwendet wurden.

Dieses leitfähige und strapazierbare Gummi lässt sich im Prinzip für viele weitere elektronische Anwendungen nutzen. Nicht nur Leuchtdioden für große Displays und Leuchtflächen, sondern auch Prozessoren und Sensoren ließen sich mit dem Elektro-Gummi verknüpfen. Interessant könnte dieses Material für die in den Startlöchen stehende Entwicklung von intelligenten Textilien sein, mit denen Displays, PDA und Lautsprecher direkt in die Kleidung integriert werden könnten. Vor einem breiten Einsatz muss nun die Langzeitstabilität des Elektro-Gummis überprüft und ein geeignetes Verfahren für die Massenproduktion entwickelt werden.