Netzwerke für flexible, transparente elektronische Bauelemente
Kohlenstoffnanoröhren (Carbon nanotube, CNT) sind, wie es ihr Name schon verrät, hohle Zylinder mit nanokleinen Durchmesser (in der Größenordnung einzelner Atome und Moleküle), die aus Kohlenstoff bestehen. Sie haben einzigartige Eigenschaften, die sie für den Elektroniksektor ganz besonders attraktiv machen. Dazu zählen die sehr hohe Festigkeit und Leitfähigkeit sowie die Fähigkeit, alles auf einem sehr kleinen Raum unterzubringen. Kohlenstoffnanoröhren können transparente Netzwerke bilden. Da diese Netzwerke überdies flexibel sind, ist es möglich, sie auf Kunststoffsubstraten einzusetzen. Im Bereich der transparenten, leitfähigen CNT-Netzwerke steckt man noch in den Anfängen der Forschung. Größenteils aufgrund von unhomogenen Röhrentypen in ein und derselben Probe, Verunreinigungen, defekten Röhren und Verbindungsproblemen bleibt die Leistungsfähigkeit bislang hinter den Erwartungen zurück. % LEuropäische Wissenschaftler wollten nun die Möglichkeiten der Steuerung der makroskopischen Organisation von Kohlenstoffnanoröhren erkunden, um eine bessere Leistung und Abstimmbarkeit zu realisieren und konnten dabei im Rahmen des Cannela-Projekts ("Carbon nanotube networks for electronics applications") auf EU-Finanzmittel zugreifen. Der erste Berichtszeitraum konzentrierte sich auf die Entwicklung von Verfahren zur Ausrichtung von Kohlenstoffnanoröhren sowie die Auswirkungen der verschiedenen Konfigurationen auf die Leistung (Leitfähigkeit) und die Transparenz. Die Wissenschaftler setzten auf die Flüssigkristall-induzierte Ausrichtung der Kohlenstoffnanoröhren. Im Speziellen wählten sie leitfähige Flüssigkristalle (liquid crystal, LC) mit diskotischer Morphologie aus. Flüssigkristalle sind transparent und sind somit mit dem Ziel der optischen Transparenz zu vereinbaren. Das Leitvermögen ermöglicht die Überbrückung jeglicher möglicherweise zwischen den Röhren vorhandener Lücken mittels leitender Bahnen, die durch die Flüssigkristalle selbst gebildet werden. Diskotische Flüssigkristalle können außerdem, da sie - wie es ihr Name schon vermuten lässt - scheibenförmig sind, Stapel bilden, die wiederum Säulen ergeben, entlang welcher der elektrische Strom fließen kann, während die Orientierung der Ausrichtung einwandiger Kohlenstoffnanoröhren beeinflusst wird. So war die erste Hälfte des Cannela-Projekts den Grundlagen zur Realisierung und Steuerung dünner Filme aus organisierten Kompositen aus Flüssigkristall-Kohlenstoffnanoröhren (LC-CNT)gewidmet. Die erzeugten dünnen Filme waren stabil, gut organisiert und optisch unsichtbar. Die Fortsetzung der Forschungsarbeiten hat die Einbeziehung der LC-CNT-Dünnfilme in Bauelementkonfigurationen wie Flüssigkristallanzeigen(liquid crystal display, LCD) für Fernsehbildschirme und Computermonitore zum Ziel.
