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Wissenschaft Forscher drucken hochreflektierende Spiegel

Quelle: KIT

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Karlsruher Institut für Technologie

Dielektrische Spiegel, auch Bragg-Spiegel genannt, können Licht fast vollständig reflektieren. Wie stark Bragg-Spiegel reflektieren, hängt von den Materialien und den Schichten ab.

Farbige, gedruckte Spiegelschicht auf einer Folie. Der Tintenstrahldruck erlaubt die Strukturierung, sodass auch großflächige Logos gedruckt werden können.
Farbige, gedruckte Spiegelschicht auf einer Folie. Der Tintenstrahldruck erlaubt die Strukturierung, sodass auch großflächige Logos gedruckt werden können.
(Bild: Qihao Jin / KIT)

Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben erstmalig Bragg-Spiegel in hoher Qualität mit Tintenstrahldruckern gedruckt. Laut einer Mitteilung mussten Bragg-Spiegel bisher mit kostspieligen Vakuum-Produktionsanlagen hergestellt werden. Die neue Methode soll die Produktion deutlich vereinfachen.

Für einen Bragg-Spiegel werden mehrere Materialschichten dünn auf einen Träger aufgebracht. Das besondere an ihnen ist, dass sie Licht fast vollständig reflektieren können. Damit eignen sie sich laut den Forschern für zahllose Anwendungen, etwa in Kamerasystemen, in der Mikroskopie, in der Medizintechnik oder in Sensorsystemen.

Nanopartikel eignen sich besonders gut

„Es war eine große Herausforderung, geeignete Tinten zu entwickeln und ein zuverlässiges Verfahren zur Herstellung mehrerer Schichten zu etablieren“, sagt Projektleiter Uli Lemmer vom Lichttechnischen Institut (LTI) des KIT. Die Tinte muss passende optische Eigenschaften haben und löslich sein. Beim Auftragen sollte zudem jede Schicht so gleichmäßig wie möglich sein, um einen einheitlichen Stapel an Schichten zu gewährleisten.

Das Forschungsteam hat dabei herausgefunden, dass Nanopartikel besonders geeignet sind für die Herstellung der Spiegel. „Aufgrund der rasanten Entwicklung in der Nanochemie werden Nanopartikel immer preiswerter und vielfältiger“, so Lemmer. Aktuell verwenden die Forscher einen Mix aus Titandioxid und Polymethylmethacrylat. Mit zehn Doppelschichten erreichen die Wissenschaftler laut eigenen Angaben einen Reflektionsgrad von 99 Prozent.

Die Methode mache auch die Produktion sehr flexibel. Gedruckt werden könne schon auf sehr kleinen Flächen im Bereich von einigen Mikrometern. Aber auch große Flächen wie Solarmodule, Fassadenelemente oder Werbedisplays von einigen Quadratmetern seien möglich.

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