Biodegradierbare Elektronik

Elektronische Bauteile, die nach einer definierten Funktionszeit in einer biologischen Umgebung vollständig abgebaut werden, eröffnen sowohl neuartige Anwendungen als auch Wege zur Verringerung des ökologischen Fußabdrucks. Eine Basistechnologie für solche Bauteile ist die Herstellung von biodegradierbaren Leiterbahnen auf biodegradierbaren Substraten in Vakuumtechnologie.

Bild: Fraunhofer FEP
Biodegradierbare Leiterbahnen auf biologisch abbaubarer Polymerfolie

Unter der Federführung des Fraunhofer-Instituts für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP ist im vergangenen Jahr ein Fraunhofer-internes Projekt zur Entwicklung biodegradierbarer Elektronik gestartet. Ein neuartiges Anwendungsfeld für diese elektronischen Bauteile sind beispielsweise aktive medizinische Implantate, die nach Ablauf ihrer Funktionszeit vom Gewebe resorbiert werden und damit dem Patienten einen zweiten chirurgischen Eingriff ersparen.

Ziel des Fraunhofer-Projekts ist die Entwicklung biodegradierbarer Komponenten: Leiterbahnen, Elektrodenkontakte für elektrische Signalableitung oder Stimulation, Dünnschichttransistoren und Schaltungen sowie Barriereschichten als Wasser- und Gasbarriere beziehungsweise elektrische  Isolationsschichten. Diese Systemelemente sollen monolithisch zu einem flexiblen Dünnschichtbauteil integriert werden.

Am Fraunhofer FEP werden Leiterbahnen und organische Dünnschichttransistoren in Vakuumtechnologie entwickelt. Als Basistechnologie dient dafür die Abscheidung von Magnesium durch thermische Verdampfung im Hochvakuum. Magnesium ist als biodegradierbares und biokompatibles Metall bekannt und bereits als absorbierbares Implantatmaterial im klinischen Einsatz. Die Herausforderung besteht darin, dieses Metall auch auf biodegradierbaren Polymerfolien abzuscheiden, auf denen Magnesium in normaler Prozessführung nicht ausreichend haftet. Dank Vorbehandlung der Substrate mittels einer Kombination aus Trocknung, Plasmabehandlung und Verwendung von Saatschichten konnten inzwischen fein strukturierte Leiterbahnen in hoher Qualität hergestellt werden.

- von skr
 
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