Elektrospinning für flexible Elektroden mit Einsatzbereich "Medizintechnik"
ITO Ersatz

Zunehmende Rohstoffknappheit und der steigender Verbrauch von seltenen (kostspieligen) Metallen sind ausschlaggebend für die vielen Forschungen im Bereich transparenter, leitfähiger, flexibler Elektroden. Ziel ist es deren Herstellung auch im großen Stil kostengünstig zu ermöglichen. Dadurch sollen spröde Materialien wie ITO ersetzt werden und es zukünftig möglich sein vermehrt gebogene Displays in Geräten wie Handys und Touchscreens zu verbauen. Aktuell hat man jedoch noch keine Allround-Herstellungsmethode hierfür gefunden.

Elektrospinning Herstellungsprozess

Kürzlich wurde man auf das Elektrospinning aufmerksam. Einem Verfahren, das wenig produktiv und eher für Spezialprodukte geeignet ist. Laut Wikipedia handelt es sich beim Elektrospinning um die Herstellung von dünnen Fasern aus Polymerlösungen durch die Behandlung in einem elektrischen Feld.

Für Spezialanwendungen in der Medizintechnik

Hierbei wird die Polymerlösung an einer Elektrode dosiert und durch das elektrische Feld von der Elektrode abgezogen und beschleunigt. Dabei wird die Polymerlösung in einem komplexen Prozess in kleine und kleinste Fasern und Gespinste aufgespalten, die sich schließlich auf der Gegenelektrode als eine Art Vlies ablagern. Beim Prozess entstehen typischerweise Fasern mit Durchmessern kleiner 1000 nm, weswegen die Produkte als Nanofasern bezeichnet werden (auch wenn die Definition streng genommen einen Faserdurchmesser von unter 100 nm erfordert). Das Ergebnis des Elektrospinnens ist kaum vorhersagbar. Das gewünschte Zielprodukt wird daher empirisch durch eine langwierige Optimierung der Parameter erreicht. Ladungsdichte, Viskosität und Oberflächenspannung der Polymerlösung haben maßgeblich Einfluss auf die Morphologie der Fasern und deren Durchmesser.

Anwendungen der Nanofasern liegen bislang vor allem im Bereich von Filterprozessen für Feinststäube und Ähnlichem, allerdings sind vielfältige weitere Anwendungen bis hin in die Medizintechnik in der Diskussion.