SWANSEA UNIVERSITY Forscher an der Universität Swansea in Wales haben eine recycelbare leitfähige Silberfarbe entwickelt, die die Herstellung von kreisförmiger Elektronik ohne Leistungseinbußen ermöglichen soll.
Gedruckte Elektronik kann zwar in Verpackungen integriert werden, um die Funktionalität durch IoT-Überwachung und Asset-Tracking zu erhöhen und neue Nutzererfahrungen für die nächste Generation technikaffiner Verbraucher zu schaffen, doch kann dies das Recycling des Verpackungsmaterials erschweren oder sogar unmöglich machen.
Die neue, bei niedriger Temperatur aushärtende Farbe wurde für den Siebdruck von Leiterbahnen entwickelt, um einen Weg zu finden, die Technologie mit handelsüblichen Verfahren zu erweitern. Der Schlüssel zu dieser Technologie liegt in den leitfähigen Partikeln, die die Möglichkeit bieten, die Formulierung an unterschiedliche Prozesse und Anforderungen anzupassen und gleichzeitig die Recyclingfähigkeit zu erhalten, so die Entwickler. Die Silberdruckfarbe kann Leitfähigkeiten erzeugen, die bis zu 75% unter denen herkömmlicher Silberflockenfarben liegen und um Größenordnungen höher sind als bei Farben auf Kohlenstoffbasis, die häufig wegen ihrer Nachhaltigkeit verwendet werden, so die Ergebnisse.
Die Farbe wurde so konzipiert, dass sie aus einer Reihe unterschiedlicher Substrate wie Papier oder Kunststoff sowie aus Produkt-, Verpackungs- und Produktionsabfällen wiedergewonnen werden kann. Durch ein einfaches und umweltfreundliches Silberrecyclingverfahren können alle Teile der Verpackung auf kostengünstige Weise wiederverwertet werden.
Bei ersten Tests wurden 95% des Silbers aus unbeschichtetem Papier zurückgewonnen und weder durch den Druck noch durch das Rückgewinnungsverfahren verändert. Das bedeutet, dass das zurückgewonnene Silber ohne weitere Verarbeitung zu neuen Druckfarben verarbeitet werden kann, was die Materialkosten senkt, die Versorgung sichert und einen geschlossenen Kreislauf für gedruckte Elektronik schafft, so das Forschungsteam.
Alternativ könnte die Elektronik in einem mehrstufigen Prozess mit Hilfe einer Trennschicht aus dem Abfallstrom extrahiert werden, so dass die Elektronik vor der Rückgewinnung des leitfähigen Silbers von der Masse der Verpackung getrennt werden kann.
»Wir können uns vorstellen, dass die Farbe bei der Herstellung von vernetzten und intelligenten Verpackungen zum Einsatz kommt, einschließlich RFID-Antennen für die IoT-Überwachung, kapazitiven Berührungssensoren, Sensorverbindungen und Beleuchtung in hochwertigen Verpackungen, und das alles ohne die Erzeugung von Elektronikschrott«, so eine Sprecherin.
Das Team des Welsh Centre for Printing at Coating (WCPC) an der Universität Swansea arbeitet an einem Innovate UK ICURe-Projekt, um das Marktpotenzial der zum Patent angemeldeten Idee zu ermitteln. Die Technologie soll die Produktion der nächsten Generation von Smart Packaging ermöglichen und gleichzeitig den UN-Nachhaltigkeitszielen und dem Übergang zu einer Netto-Nullbilanz gerecht werden. (Quelle/Grafik: AIPIA)
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