Digitalisierung durch gedruckte Elektronik

Das von der MA23 geförderte Forschungsprojekt „Digitalisierung durch gedruckte Elektronik“ versucht diese Vorteile aufzugreifen und mittels Druck- und Sintertechnologien elektrische Bauteile an der FH Campus Wien herzustellen. Das Projekt verfolgt im Wesentlichen die folgenden drei Projektziele. 

• Das erste Ziel des Projekts ist der Aufbau sowie die Erweiterung des bestehenden Forschungslabors an der FH Campus Wien. Im Rahmen des Projektes ist geplant, das Labor mit modernster technischer Infrastruktur auszustatten, um elektrische Bauteile wie Sensoren, Antennen sowie auch elektrische Schaltkreise herzustellen. Dafür benötigt man neben den geeigneten Materialdruckern (für Tinten und Pasten) auch die notwendige technische Infrastruktur, um die Bauteile thermisch und photonisch sintern zu können. Darüber hinaus werden im Projekt Messinstrumente angeschafft, um die gedruckten Bauteile vermessen zu können.  Insbesondere müssen die Schichtdicke, die Rauheitsparameter, die Flankensteilheit, der Flächen- und der Volumenwiderstand sowie die Oberflächentopographien (mittels AFM-Messungen) der gedruckten elektrischen Bauteile bestimmt bzw. gemessen werden. Die Kontaktwinkel sowie Kontaktflächen (welche die gedruckten Tinten und Materialien mit der Substratoberfläche einschließen) müssen mittels der angeschafften Labor-Infrastruktur ebenfalls gemessen werden. Das Forschungslabor an der FH Campus Wien wird im Rahmen des Projekts auch als „Wissensdrehscheibe“ für eine anwendungsorientierte Forschung im Bereich der gedruckten Elektronik dienen sowie intensiv von den Mitarbeiter*innen genutzt werden. Neben hochqualifizierten Fachkräften, Forscher*innen und Projektmitarbeiter*innen werden auch Student*innen die Möglichkeit erhalten, das Forschungslabor mitzubenutzen. 
• Das zweite Ziel des Projekts besteht darin, Forschung im Bereich der gedruckten Elektronik aufzubauen und durchzuführen. Gedruckte Elektronik bietet enorme Möglichkeiten für die Entwicklung von flexiblen, kostengünstigen und anpassbaren elektronischen Systemen. Insbesondere liegt der Fokus des Projekts auf der Realisierung von gedruckten Sensoren, Antennen sowie kompakten elektrischen Schaltkreisen. Darüber hinaus soll der „Photonische Sinterungsprozess“ intensiv untersucht werden. Für unterschiedliche, auf Nanopartikel basierenden Tinten wie z.B. Au-, Ag- und Cu-Tinten, sollen die optimalen Einstellungen (hinsichtlich des Photonischen Sinterprozesses) bestimmt werden. Dazu zählen beispielsweise die Bestimmung des Energieeintrages, welcher in den gedruckten Strukturen übertragen und absorbiert wird und zu einer Verschmelzung der Nanopartikel sowie zu einer Ausbildung eines Sinternetzes führt. Dies kann mit Hilfe eines Atomic-Force-Mikroskops untersucht werden, welches auch im Rahmen des Projekts angeschafft wird. Auch die Pulsdauern der erzeugten Lichtimpulse, welche von der Xe-Blitzlampe emittiert werden (und nur wenige Millisekunden betragen), müssen beim Sinterprozess mitberücksichtigt und analysiert werden.
• Simulationen und Messungen von elektromagnetischen Wellen im Mikrowellenbereich, welche sich beispielsweise in den mit Cu-Tinten gedruckten und photonisch gesinterten Mikrostreifenleitungen ausbreiten, und in Resonatoren einkoppeln bzw. übersprechen können, sind ebenfalls angedacht. Es ist auch geplant, einen funktionsfähigen Biosensor auf Basis von gedruckten Split-Ring-Resonatoren zu realisieren. Im Rahmen des Projekts werden die dafür notwendigen Biofunktionalisierungen der Sensoroberflächen durch Kolleg*innen des Fachbereiches Bioengineering durchgeführt. Darüber hinaus wird auch eine verschlüsselte und kabellose Datenübertragung der Sensordaten durch Expert*innen des Fachbereiches IT-Security realisiert. Studierende werden in diese Aktivitäten In Form von Abschlussarbeiten miteingebunden. Es ist auch geplant, die Forschungsergebnisse in Form von wissenschaftlichen Publikationen in Fachzeitschriften zu veröffentlichen sowie die Ergebnisse auf Fachtagungen zu präsentieren.
• Das dritte Ziel des Forschungsprojekts besteht darin, Studierende mit modernster technischer Infrastruktur im Bereich der gedruckten Elektronik gezielt auszubilden, um künftig qualifizierte Arbeitskräfte für die Industrie zur Verfügung stellen zu können. Durch den Aufbau des Forschungslabors an der FH Campus Wien schaffen wir eine erstklassige Lern- und Forschungsumgebung für Studierende. Diese werden Zugang zu modernen Druck- und Herstellungstechnologien haben und die Möglichkeit erhalten, praktische Erfahrungen in der Entwicklung und Herstellung von gedruckter Elektronik zu sammeln. Unsere hochqualifizierten Projektmitarbeiter*innen werden sie dabei unterstützen, ihr Wissen und ihre Fähigkeiten auf diesem Gebiet zu erweitern. Studierende werden insbesondere in Form von Abschlussarbeiten sowie durch Praktika in das von der MA23 geförderte Projekt „Digitalisierung durch gedruckte Elektronik“ eingebunden.