19/10/2017
Door Ad Spijkers
Met het Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) is afgelopen jaar een intern project binnen het Fraunhofer-Institut gestart waaraan vier instituten en een projectgroep samenwerken.
Elektronische componenten die na een gedefinieerde functioneel leven in een biologische omgeving volledig worden afgebroken, openen zowel nieuwe soorten toepassingen als wegen tot vermindering van de ecologische belasting.
Een basistechnologie voor zulke componenten is de productie van biologisch afbreekbare printsporen op biologisch afbreekbare substraten in vacuümtechnologie. Deze technologie is ontwikkeld aan Fraunhofer-FEP. Een nieuw soort toepassingsgebied voor deze innovatieve elektronische componenten zijn bijvoorbeeld actieve medische implantaten, die na afloop van hun functionele leven worden opgenomen door weefsel en daarmee de patiënt een tweede chirurgische ingreep besparen.
BioElektron
De Fraunhofer Gesellschaft subsidieert binnen zijn interne programma's het samenwerkingsproject 'bioElektron - Biodegradierbare Elektronik für aktive Implantate'. Doel van het project is de ontwikkeling van essentiële componenten voor biologisch afbreekbare onderdelen, die bijvoorbeeld in een implementaat kunnen worden gebruikt. Het gaat in het bijzonder om
- biologisch afbreekbare printsporen;
- biologisch afbreekbare contacten voor elektroden voor elektrische signaaldoorgave of stimulatie;
- biologisch afbreekbare dunnelaag transistoren en schakelingen;
- biologisch afbreekbare barrièrelagen zoals water- en gasbarrières en elektrische isolerende lagen.
Deze systeemelementen moeten monolitisch tot een flexibel dunnelaag onderdeel worden geïntegreerd.
Aan het Fraunhofer-FEP worden geleiders en organische dunnelaag transistoren in vacuümtechnologie ontwikkeld. Als basistechnologie wordt daarvoor de afscheiding van magnesium door thermische verdamping in hoog vacuüm gebruikt. Magnesium is bekend als biologisch afbreekbaar en biologisch compatibel metaal en wordt klinisch al gebruikt als absorbeerbaar implantaatmateriaal.
De uitdaging is dit metaal neer te slaan op biologisch afbreekbare polymeerfoliën waarop dit metaal tijdens normale processen niet voldoende hecht. Door een geschikte voorbehandeling van de substraten door een combinatie van drogen, plasmabehandeling en het gebruik van kiemlagen konden intussen fijn gestructureerde printsporen in hoge kwaliteit worden geproduceerd.
De onderzoekers zijn nu zo ver om hun resultaten tijdens Productronica 2017 met geïnteresseerde partners uit industrie en wetenschap te bespreken, om ze te zijner tijd in de praktijk te kunnen toepassen.