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Etiketten der Zukunft: Dresdner Physiker schreiben, lesen und radieren mit Licht

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    Etiketten der Zukunft: Dresdner Physiker schreiben, lesen und radieren mit Licht

    Redakteur: Alexander Reichel | 2019, Allgemein | 0 Kommentare | 5.02.2019 | 2

    Autor: Prof. Dr. Sebastian Reineke,

    Technische Universität Dresden, Institut für Angewandte Physik

    An der TU Dresden ist es einem Team von Physikern unter der Leitung von Prof. Sebastian Reineke gelungen, auf eine völlig neue Art Informationen in transparenten Folien zu speichern.

    Prof. Sebastian Reineke und seine LEXOS Gruppe am Institut für Angewandte Physik arbeiten mit transparenten Plastikfolien, die mit weniger als 50 µm dünner als ein menschliches Haar sind. In diese Plastikfolien sind leuchtende organische Moleküle eingebracht. Diese Moleküle befinden sich zunächst in einem deaktivierten, dunklen Zustand. Durch lokale Bestrahlung mit ultraviolettem Licht lassen sie sich aktivieren und beginnen zu leuchten. Mit Hilfe einer Maske oder eines Laserschreibers können auf diese Weise Muster in die Folie geschrieben werden, deren Auflösung die von aktuellen Laserdruckern erreicht. Durch Bestrahlung mit infrarotem Licht lässt sich das aufgrdruckte Muster oder die Leuchtschrift jederzeit wieder vollständig aus der Folie entfernen.

    Die Funktionsweise dieser wiederbeschreibbaren, transparenten Etiketten basiert auf einem lebenswichtigen Molekül, dem Sauerstoff. Dieser ist Bestandteil der Folie und raubt den Molekülen zunächst die Lichtenergie. Durch die Bestrahlung mit UV-Licht wird er über eine chemische Reaktion aus der Folie entfernt. Dadurch können die Moleküle an den so behandelten Stellen ungestört leuchten. Wird die Folie im Anschluss mit infrarotem Licht bestrahlt, erhöhen sich ihre Temperatur und gleichzeitig ihre Sauerstoffdurchlässigkeit. Damit wird die ursprüngliche Sauerstoffkonzentration wiederhergestellt, die organischen Moleküle werden wieder inaktiv.

    Die Folien lassen sich in jeder Größe herstellen. Auch die geringen Materialkosten von unter zwei Euro pro Quadratmeter versprechen vielfache, breite Anwendungsmöglichkeiten: Informationen wie Barcodes, Produktnummern oder Adressen lassen sich gezielt verbergen und nur bei Bedarf auslesen. Gleichzeitig bieten die unsichtbaren Etiketten auch neue Möglichkeiten der Dokumentbeglaubigung und der Fälschungssicherheit.

    Für Prof. Reineke ergibt sich daraus ein völlig neues Forschungsfeld: „Diese unsichtbaren und wiederbeschreibbaren Etiketten können vielseitig und mit einem minimalen Materialeintrag eingesetzt werden. Wir können sie deutlich dünner als heutige Barcode-Aufkleber produzieren. Sie stellen eine Alternative zu vielen übertechnisierten Lösungen zum Informationsaustausch in unserem Alltag dar. Am Ort der Information machen sie Elektronik überflüssig. Die Weiterentwicklung dieser Systeme eröffnet ein breites und neues Forschungsfeld, wo Materialentwicklung, Prozesstechnik und Grundlagenforschung in einer facettenreichen und interdisziplinären Art zusammen kommen.“

    Die von Prof. Reineke am Dresden Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials geleitete Forschungsgruppe verfügt über langjährige Expertise in Forschung und Entwicklung  von Organischen Leuchtdioden (OLEDs). Gegenwärtig befassen sich die TUD-Forscher  auf dem OLED-Gebiet mit der Entwicklung und Optik der Bauteile, mit Untersuchungen zur Langzeitstabilität, mit Fragen der Materialentwicklung und der Bauteileintegration.

    Vertiefende Informationen ermöglicht die Originalveröffentlichung: M. Gmelch, H. Thomas, F. Fries, S. Reineke, Programmable transparent organic luminescent tags. Sci. Adv. 2019;  5 : eaau7310.

    Bildtext für Foto auf der Startseite:

    Die Abbildung demonstriert das mehrfache Wiederbeschreiben eines Etiketts. Die durch UV-Licht eingeschriebenen Strukturen können durch Infrarotlicht wieder gelöscht werden. Bildautoren: M.Gmelch, H. Thomas, TU Dresden

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    OLED, transparente Folien

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