Elektrisches Leitermaterial aus Kunststoff

25. Februar 2011, 09:28
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Wird es bald Elektronikkomponenten aus Plastikmaterial geben?

Wird es bald Elektronikkomponenten aus Plastikmaterial geben?
Üblicherweise sind Kunststoffe elektrische Isolatoren. Das trifft auch für Polyetheretherketon (PEEK) zu, eine besonders hitzebeständige und chemisch widerstandsfähige Verbindung, die beispielsweise als Kabelisolation verwendet wird. Einer australischen Forschergruppe ist es nun gelungen, PEEK so zu verändern, dass dieser Kunststoff elektrisch so leitfähig wird wie etwa ein Metall - ein seit Jahrzehnten weitgehend vergeblich verfolgtes Ziel der Materialforschung.
Beschichtetes Plastik unter Ionenbeschussverfahren
Die Nachrichtenagentur 'pressetext' beschreibt den neuen Kunststoff als ausgezeichnetes Leitermaterial, das zudem preisgünstig und einfach herstellbar sei. Die Gruppe um Professor Paul Meredith von der University of Queensland verwandte für ihren Forschungserfolg ein Verfahren aus der Halbleitertechnik. Im Englischen ist diese Methode als Ion Beam Metal Mixing bekannt. Die UNSW-Gruppe beschoss eine mit wenigen Lagen von Zinkatomen beschichtete PEEK-Folie mit einem Strahl von Zinkionen, was eine dreifache Reaktion auslöste. Einmal schlugen die energiereichen Ionen Atome aus der Zinkschicht und verminderten damit deren Dicke. Zum Zweiten sorgte das Ionenbombardement dafür, dass Zinkatome in die PEEK-Oberfläche eindrangen, ähnlich wie der Farbstoff einer Tätowierung in die Haut eindringt. Und schliesslich zerstörte die Ionenstrahlung einzelne der chemischen Bindungen in den Plastikmolekülen. Dadurch wurde Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff frei, und reicherte sich der Kohlenstoff im PEEK an, was seinerseits zu verbesserter elektrischer Leitfähigkeit führte.
Elektronikkomponenten aus Plastik
Das Centre for Organic Photonics & Electronics (COPE) der University of Queensland erklärte im Internet, durch geeignete Wahl der Material- und Verfahrensparameter könnte die elektrische Leitfähigkeit des neuen Kunststoffs in weiten Grenzen bestimmt werden. "Theoretisch können wir Kunststoff erzeugen, der keinerlei Strom leitet oder aber ebenso gut wie Metalle - und auch alles dazwischen", sagte Andrew Stephenson, Physik-Postdoktorand an der Universität von Queensland. Ferner wird angegeben, die Praxistauglichkeit des neuen Materials sei mit der Konstruktion eines präzisen elektronischen Widerstandsthermometers, worin das üblicherweise verwendete Edelmetall Platin durch den vergleichsweise billigen neuen Kunststoff ersetzt wurde, nachgewiesen worden. Die Resultate der australischen Forscher dürften den weltweiten Anstrengungen zum Bau von Elektronikkomponenten aus Plastikmaterial namhaften Auftrieb verleihen. (Gregor Henger)

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