Kommunika­tionssysteme auf einem Stück Folie oder gar Papier


Große Freude an der Technischen Universität Dresden (TUD) und beteiligten Partneruniversitäten: Der von der TUD koordinierte Forschungsprojektantrag FFlexCom wurde genehmigt! FFlexCom ist eines von 16 neuen Schwerpunktprogrammen (SPP) der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und steht für High Frequency FlexiblebBendable Electronics for Wireless Communication Systems. 72 SPP Anträge wurden in zahlreichen Bereichen (Geistes- und Sozialwissenschaften, Lebenswissenschaften, Naturwissenschaften und Ingenieurwissenschaften) eingereicht; 16 davon wurden bewilligt.

Prof. Frank Ellinger von der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik der TUD ist  Sprecher und Initiator von FFlexCom und  beschreibt das Forschungsvorhaben wie folgt:
„Bisherige Kommunikationssysteme werden auf mechanisch starren Leiterplatten implementiert. Neuartige Ansätze auf Basis von Dünnfilmsubstraten, Drucktechniken und organischen Technologien zeigen, dass die Realisierung von mechanisch flexiblen, biegbaren und dehnbaren elektronischen Systemen auf einer dünnen Folie (PET-Material, wie bei Overhead-Folien, die wir alle kennen) oder gar gewöhnlichem Papier möglich ist. In FFlexCom sollen diese Technologien zur Realisierung von drahtlosen Kommunikationssystemen eingesetzt werden.“
Diesbezüglich müssen die Forscher aber noch zahlreiche Grundlagenprobleme lösen und die Technologien massiv verbessern. So sind Transistoren in flexiblen Technologien im Vergleich zu herkömmlichen Halbleitertechnologien relativ langsam, da die Elektronenbeweglichkeit in den flexiblen Substraten bisher leider recht klein ist. Da Kommunikationssysteme aber typischerweise bei Frequenzen im MHz-Bereich oder darüber hinaus arbeiten, müssen die Geschwindigkeiten der bisherigen flexiblen Transistoren deutlich erhöht werden sowie neuartige Schaltungskonzepte, Systemarchitekturen und Materialen erforscht werden. Die Energieversorgung erfolgt durch gedruckte flexible Batterien, die als Laborsamples bereits verfügbar sind. Da diese mechanisch flexiblen Kommunikationssysteme nur aus einem Stück Folie oder Papier bestehen, erschließen sich völlig neue Einsatzgebiete für die Funktechnik.

Folgende Anwendungsbeispiele sind möglich:

• Medizintechnische Sensoren auf dem Körper. Ein Pflaster könnte eventuell einmal Daten bezüglich Wundheilung drahtlos übertragen.
• Logistikanwendungen: Ein Stück Folie oder gar Papier könnte aktiv Daten senden und empfangen. So könnte sich z.B. ein verlorener Koffer selbständig und über größere Distanzen melden. Ein Lesegerät, das sich wie bei RFID- oder Barcode-Technologien in unmittelbarer Nähe befinden muss, wird nicht mehr benötigt.
• „Handy“, das in Kleidung integriert werden kann.
• Funkmodul für ein interaktives Lesegerät, das nur noch aus einem Stück dünner und leichter Folie besteht.

Falls es in Zukunft einmal möglich sein sollte, diese Systeme aus rein organischen Halbleitern zu realisieren, wären auch Einweganwendungen denkbar, da dann neben der kostengünstigen Produktion auch eine umweltfreundliche Entsorgung ohne Giftstoffe bzw. ein einfaches Recycling möglich wäre. „Diesbezüglich liegt ein weiter und steiniger, aber vor allem auch extrem spannender Weg vor uns“, so Prof. Ellinger.

FFlexCom startet 2015 und wird für mindestens drei und maximal sechs Jahre von der DFG gefördert. Für die ersten drei Jahre wurde eine Fördersumme von 5 Millionen Euro bewilligt.

Informationen für Journalisten:
Prof. Frank Ellinger
Tel.: +49 351 463-38735