Fraunhofer IPT: elektronica uit grafeen op spuitgietproducten

Kunnen we straks grafeen eenvoudig aanbrengen op een kunststoffolie en daarmee elektronicacomponenten maken? De partners in het HEA2D project, dat bij het Fraunhofer IPT is gestart, willen het idee in ieder geval onderzoeken. Ze willen daarmee aantonen dat je met het 2D materiaal eenvoudig grote series electronica- en opto-electronische componenten kunt maken.

Hoge verwachtingen in auto-, medische- en energiesectoren

Grafeen geldt is een van de veelbelovende materialen voor de toekomst. Het is licht, extreem stijf en heeft een zeer hoge thermische en elektrische geleidbaarheid. Sommigen denken daarom dat grafeen het tijdperk van een heel nieuwe generatie apparaten en technologieën inluidt. De automobielindustrie is er bijvoorbeeld in geïnteresseerd, onder andere voor de productie van daglichtsensoren of schakelaars. Ook de medische technologie kijkt naar grafeen, een 2D koolstofstructuur, evenals de energie-sector die denkt dat grafeen ingezet kan worden bij energieproductie en –opslag.

Serieproductie

Het Fraunhofer IPT in Aken start nu samen met enkele partners, waaronder het Kunststof Institut in Lüdenscheid, het HEA2D project. Binnen dit project willen ze een compleet proces ontwikkelen, de verschillende technieken om grafeen aan te brengen op 2D materialen en metaalsubstraten. Een andere ambitie is een proces ontwikkelen om de grafeenstructuren aan te brengen op kunststof folies, die om een spuitgietdeel gewikkeld worden. Daartoe zetten de onderzoekers in Aken een rol-op-rol proces in. Op basis van de uitkomsten van de experimenten, moet dan een volledige proceslijn worden ontwikkeld. In deze lijn moeten met grafeen gecoate banen op kunststofonderdelen aangebracht kunnen worden. De procesketen loopt van een simulatietool tot en met de integratie van de folie in de kunststof componenten, door spuitgieten of prägen. De validatie van het proces gebeurt aan de hand van onder andere de daglichtsensoren, fotodetectoren als ook folies die gebruikt kunnen worden op bedieningsknoppen, waarbij de elektronica in de folie is geïntegreerd.

Aan het project namen naast het Fraunhofer IPT ook deel Aixtron SE, Herzogenrath, Universität Siegen, Universität Duisburg-Essen, Coatema Coating Machinery GmbH, Dormagen en het Kunststoff-Institut für mittelständische Wirtschaft NRW GmbH (K.I.M.W), Lüdenscheid. Dit laatste instituut is dit jaar een van de deelnemers aan de K 2016 in Düsseldorf.