<RUBRIK>Stort potentiale i elektrisk ledende plast
<URUB>Tryk af elektronik i plast på papir såvel som plastbaserede lugtsensorer, foruden flade bøjelige displays af selvlysende halvlederplast, er blot nogle af de nye anvendelser, som det Nobelprisbelønnede felt »elektrisk ledende polymerer« åbner for
<AF>Af journalist Sebastian Swiatecki
<BROD>I Danmark er industrien - ifølge professor i korrosion og overfladeteknologi Per Møller - ikke tilstrækkeligt opmærksom på elektrisk ledende polymerer. Han er fra Institut for Produktion og Ledelse på DTU, Danmarks Tekniske Universitet.
Derfor tog han initiativ til at indkalde en række udenlandske specialister med henblik på at fremlægge resultater fra feltet. Det skete ved en konference på Danmarks Tekniske Universitet den 1. juni med titlen »Nye Polymere Materialer med Elektrisk Ledende Egenskaber«. Den blev afviklet i regi af ingeniørselskabet, ATV-SEMAPP, Akademiet for De Tekniske Videnskaber, Selskabet for Maskinteknisk Proces og Produktionsteknik.
De 68 deltagere var overvejende fra plast- og elektronikrelateret industri. Desuden var Forskningscenter Risø, Teknologisk Institut, Force Technology og DELTA solidt repræsenteret med deltagere.
Noget af det specielle er, at nogle af de nye plastvarianter har en ledningsevne, op mod metallers. Andre har halvlederegenskaber, så de kan bruges som transistorer i elektronik og til solceller. Nogle af halvledertyperne, OLEDs1) lyser op i klare farver, når der bliver sat strøm til. De er under udvikling til bøjelige tv-skærme og displays.
<MELLEMR>Plastelektronik på papir
<BROD>Inden for en anden anvendelse går et svensk udviklingsprojekt ud på at bruge rotationstryk til at masseproducere billige elektroniske kredsløb af såkaldt funktionel, plastbaseret, tryksværte på papir. Papirelektronik der kan tændes og slukkes for. Som også kan lyse, blinke, vise tal, og indeholde batteri-, knap-, sensor-, og radiofunktioner.
Noget udviklingsingeniør ph. d. Petronella Norberg fra den 150 personer store brohovedvirksomhed mellem universitet og industri, Acreo AB i Sverige, fortalte om ved konferencen.
-Vi har i dag fremstillet håndlavede eksempler af trykt papirelektronik. Derfor ved vi, at det virker, siger Petronella Norberg.
Acreo har for nyligt dannet et selskab, Auldbridge Technologies, til at industrialisere teknologien. Det kan være til emballage mærket med de såkaldte RFID-tags, Radio Frequency IDentification tags, som kan radiotransmittere vareoplysninger, i stedet for at man skal bruge en stregkodelæser. Printet plastelektronik kan måske bringe den kritiske stykpris på RFID-tags ned.
- De første to til tre forskellige masseproducerede anvendelser kan være klar i år. Vi er ved at finjustere de funktionelle blæktyper til rotationstryk, siger Petronella Norberg.
-Virksomheder kan komme med ideer til Auldbridge Technologies med henblik på at få dem udviklet og tilpasset til virksomhedens produktionsteknologi, oplyser hun.
<MELLEMR>Lodbarhed og
rustbeskyttelse
<BROD>En variant af polyanilin2) bruges som et mellemlag til sikring af lodbarhed ved printpladefremstilling. Dette erstatter en række dyre metalliske mellemlag.
-Der bliver solgt 12-13 tons elektrisk polymer om måneden til dette formål, oplyser professor Per Møller.
Markedet er især Fjernøsten. Flere andre steder er der tøven i forhold til at acceptere den nye plastløsning, frem for dyrere metalbelægninger, ifølge oplægsholder, og medejer af patentholdervirksomheden Ormecon GmBH, Dr. Bernhard Wessling.
Polyanilin bliver også anvendt til en ny type effektiv korrosionsbeskyttelse af stål - foruden kobber aluminium og zink. Plasten går i forbindelse med metaloverfladen, med det resultat at overfladens elektronegativitet, der er et mål for hvor stabilt metallet er overfor korrosion, ændres op mod ædelmetallernes. Grundprincippet bekræftes af Per Møller.
Bernhard Wessling fortalte om japansk markedsaccept af korrosionsbeskyttelsen til stål, blandt andet hos et Nissan-selskab. Andre steder i verden er der fortsat skepsis overfor metodens nye virkningsprincip. I USA sælger man således slet ikke noget på trods af fortræffelig korrosionsbeskyttelse, ifølge Bernhard Wessling.
<MELLEMR>Plastbaseret lugtsensor
<BROD>FDA, USA’s Food and Drug Administration, har for nyligt godkendt en plastbaseret elektronisk næse til lægebrug. En samling diffusionsåbne plaststykker kan samlet give et billede af en elektrisk modstandsændring, når et duftstof diffunderer ind i plasten. Dette kan bruges som en elektronisk næse, der bestemmer, hvilket lugtstof der er tale om, og koncentrationen heraf.
Apparatet er møntet på hurtig diagnose af sygdomme ud fra sekreter og udåndingsluft. Såsom fra kroniske sår-, tuberkulose- og lungebetændelsesbakterier, ifølge den britiske oplægsholder professor Dr. Krishna Persaud, University of Manchester.
Han peger på nye formål såsom tidlig diagnose af hjernesygdommene Alzheimers eller Parkinsons. Lugtsensoren giver mulighed for præcis dosering af et lugtstof. Dette åbner for at måle forringelser i patienters lugtesans, som kan være knyttet til gradvis svækket hjernefunktion.
<MELLEMR>Kunstig muskel
<BROD>Påtrykt en elektrisk spænding kan en anden undertype af ledende polymer polypyrrol3) ændre form. Dette kan bruges i aktuatorer, der trækker eller skubber, såsom i mikromekanik. Ved konferencen blev der vist en video med gribere og mikroarme til at flytte objekter i væsker.
Begrebet kunstig muskel er også inde i billedet her. Det svenske udviklingsfirma, Micromuscle AB, har udviklet nogle små plastrør, der under elektrisk påvirkning kan krympe. De kan bruges til mikrokirurgisk rørsamling af helt små blodårer, som det ellers vil være vanskeligt eller umuligt at sy sammen. Dr. Edwin Jager oplyste, at Micromuscle nu har fået en første industriaftale i hus på et aspekt af Micromuscles teknologi.
<MELLEMR>Polymerkondensator
<BROD>En større anvendelse er varianter af polyanilin til elektriske kondensatorer. De plastbaserede kondensatorer tåler en større belastning end de gamle uden at brænde sammen og har en række nøgletal, der er bedre.
Elektrisk ledende polymerer kan også anvendes til elektromagnetisk-skærmning, EMC, og antistatisk behandling af kabler, ledere, elkabinetter og anden elektronik, såvel som til et formål som fremstilling af trykte antenner.
EMC-skærmningen foregår med en folie eller kappe af elektrisk ledende plast, som også kan være gennemsigtig. Dermed kan den bruges til tv-skærme, såvel som displays i eksplosionssikre rum, hvor berøring ikke må udløse statisk elektricitet. Noget blandt andet oplægsholder Dr. Stephan Kirchmeyer fra Bayer-firmaet H.C. Starck GmBH, fortalte om.
<MELLEMR>Bøjelige farveskærme og solceller
<BROD>Et af de punkter, der gav anledning til efterfølgende diskussion blandt nogle deltagere, var den fortsatte vision om en bøjelig flad plastfarveskærm på arkform.
Disse organiske O-LED skærme kan fremstilles. De giver stærke og bedre farver end de nu kendte LED-fladskærme, men der er fortsat to større problemer. Det ene er, at elplast, der afgiver den blå grundfarve, fortsat er ustabil, hvorimod grøn og rød findes. Dertil kommer, at ilt- og vandmolekyler spolerer de reaktive dobbeltbindingers ladningsbærende vandringer, som disse plasttypers lysemitterende egenskaber er baseret på. Problemet er indkapsling. Lysvirkningen forsvinder, hvis der diffunderer ilt- eller vandmolekyler ind. Man kan sagtens lave en helt diffusionstæt glasindkapsling, men så forsvinder bøjeligheden, og dermed noget af ideen.
-Som for alle andre organiske materialer er der et »weathering« slidproblem såsom ved eksponering til vand og ilt, men der bliver arbejdet på at mindske dette og andre problemer. For eksempel er der nu løsninger på, hvad der før var et lodningsproblem til metal, sagde oplægsholder, adjungeret professor Mats Fahlman, Linköping Universitet.
-Hvad angår printede, billige og bøjelige solceller per rotationstryk i organisk halvlederplast, som man eksempelvis kunne tapetsere et sydvendt tag med, er virkningsgraden på omkring 2-3 procent for de prototyper, som er lavet i dag. Hvor man nok skal op på omkring 5-10 procent, før nogen vil satse på modning til masseproduktion, vurderer Mats Fahlman.
<BROD>Noter:
1) Organic Light Emitting Diodes.
2) Polyanilincompounds (PAL) kan ifølge
www.azom.com
fremstilles, så de er lige så ledende som silicium eller germanium eller så isolerende som glas og udgør ingen miljømæssig risiko. Den kan blandes med konventionelle polymerer, så det er nemt at producere den ønskede form.
3) Polypyrrol (PPY) er ifølge
www.itim-cj.ro
en grundig undersøgt ledende og stabil polymer med et stort potentiale på mange områder.
{Ramme begynd. Kan skrives med småt - skal ikke fremhæves. Placering til sidst eller i højre spalte.}
<MELLEMR>EU forskningsprojekt
<BROD>Deltagerne i EU-projektet om ledende polymerer »PolyCond« var for nylig samlet i Valencia for at planlægge de næste fem års aktiviteter - under ledelse af det engelske konsulentfirma Rapra Technology (
www.rapra.net
).
Projektets fem hovedmål er at forbedre de små og mellemstore virksomheders konkurrenceevne, at udvikle plastemner med forbedret ledeevne, der kan støbes umiddelbart og udvikle omkostningseffektive processer til:
• overflademodificering af carbon nanotubes,
• temperaturfølsomme ledende plastkompositmaterialer,
• produkter med indlejret elektromagnetisk og -statisk skærmning.
Firmakonsortiet estimerer, at projektomkostningerne over to år på 17,8 mio. euro kan være vundet inden for en periode på fire år.
-jac
{Ramme afsluttes}
