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Physiker entwickeln neuartige Speicherfolien mit Licht

| Redakteur: Katharina Juschkat

Ein Team von Physikern ist es gelungen, auf eine völlig neue Art Informationen in transparenten Folien zu speichern. Die dünnen Folien könnten eine Alternative zum übertechnisierten Informationsaustausch werden.

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Die leuchtende Schicht ist dünner als ein menschliches Haar. Der Aufdruck lässt sich berührungslos wieder löschen und durch ein anderes Muster ersetzen.
Die leuchtende Schicht ist dünner als ein menschliches Haar. Der Aufdruck lässt sich berührungslos wieder löschen und durch ein anderes Muster ersetzen.
(Bild: M. Gmelch und H. Thomas, TU Dresden)

Prof. Sebastian Reineke arbeitet gemeinsam mit seinem Team am Institut für Angewandte Physik der TU Dresden an einer völlig neuen Art, Informationen zu speichern. Sie forschen an Folien, die mit weniger als 50 µm dünner als ein menschliches Haar sind. In diese Plastikfolien sind leuchtende organische Moleküle eingebracht. Die Moleküle befinden 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 aufgedruckte Muster oder die Leuchtschrift jederzeit wieder vollständig aus der Folie entfernen.

Vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten

Diese Abbildung zeigt das mehrfache Wiederbeschreiben eines Etiketts. Die durch UV-Licht eingeschriebenen Strukturen können durch Infrarotlicht wieder gelöscht werden.
Diese Abbildung zeigt das mehrfache Wiederbeschreiben eines Etiketts. Die durch UV-Licht eingeschriebenen Strukturen können durch Infrarotlicht wieder gelöscht werden.
(Bild: M. Gmelch und H. Thomas, TU Dresden)

Die Funktionsweise dieser wiederbeschreibbaren, transparenten Etiketten basiert auf einem uns 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, erhöht 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. Die geringen Materialkosten von unter zwei Euro pro m² versprechen vielfache, breite Anwendungsmöglichkeiten, so die Forscher: 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.

Alternative zum übertechnisierten Informationsaustausch

Für Prof. Reineke ergibt sich daraus ein ganz 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 herstellen. 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 Ergebnisse wurden jetzt im Online Journal Science Advances veröffentlicht.

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