Innovative Fertigungstechnologie für Silbernanodrähte (InnotechSilber)

Problemstellung
Transparente, leitfähige Schichten werden zum Herstellen berührungsempfindlicher Bildschirme, organischer Solarzellen, Antistatikbeschichtungen und organischer Leuchtdioden eingesetzt. Derzeit wird dazu vor allem das Material Indiumzinnoxid verwendet. Indiumzinnoxid ist jedoch weltweit nur begrenzt verfügbar. Damit beschichtete Teile sind kaum biegsam und brechen leicht. Silbernanodrähte sind eine vielversprechende Alternative zu Indiumzinnoxid. Der niedrige Materialverbrauch, die hohe Beständigkeit und hohe Leitfähigkeit sowie die Biegsamkeit von Silbernanodrähten bilden dafür wichtige Voraussetzungen. Dabei hängt die elektrische Leistungsfähigkeit der Schicht stark von der Länge und Dicke der Silbernanodrähte sowie der Reinheit und Größenverteilung ab. Derzeit gibt es kein Verfahren, um Silbernanodrähte in der notwendigen Qualität im industriellen Maßstab herzustellen.

Projektziel
Im KMU-innovativ Vorhaben InnotechSilber wird ein neuer Herstellprozess für die industrielle Produktion von Silbernanodrähten entwickelt. Zunächst konzentriert man sich auf die Produktion von Silbernanodrähten für die Beschichtung von Textilien. Dazu wird ein Laborverfahren zur Herstellung von Silbernanodrähten in einen produktionsnahen Maßstab überführt. Damit soll eine gleichbleibend hohe Prozess- und Produktqualität gewährleistet werden.

Vorgehensweise
Im Rahmen des Projekts wird prototypisch die gesamte Prozesskette von der Vorbehandlung der Ausgangsstoffe bis zum fertigen Produkt aufgebaut. Hierzu werden Reaktionsgefäße entwickelt, die Produktionsparameter, wie z. B. Aufheizgeschwindigkeit, Rührgeschwindigkeit, Konzentration der Ausgangsstoffe festgelegt und eine Prozessüberwachung aufgebaut. Weiterhin werden Verfahren zur Reinigung der Ausgangsstoffe und Produkte entwickelt und Methoden zur Messung der Produktgüte erarbeitet. Abgerundet werden die Forschungsarbeiten mit der Risikobewertung des Prozesses und des Materials.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Durch den Einsatz von Silbernanodrähten wird ein deutlich reduzierter Materialverbrauch und damit eine effizientere Nutzung des Rohstoffs Silber ermöglicht. Mittelfristig können durch die Verfügbarkeit des Nanomaterials in hoher Qualität und ausreichender Menge elektronische Produkte kostengünstiger und ressourcenschonender hergestellt werden. Davon können Unternehmen in der Elektronikindustrie in Forschung, Entwicklung und Produktion profitieren. So ist beispielsweise Einsatz von Silbernanodrähten in funktionellen Textilien vielversprechend. Überdies wird die Entwicklung eines Gesamtprozesses zur Herstellung von metallischen Nanodrähten Modellcharakter für die in Deutschland produzierten hoch-technologischen Nanomaterialien haben.

• HeiQ RAS AG