Moeilijke tijden voor inbrekers en kluizenkrakers:Empa-onderzoekers hebben een onzichtbaar "sleutelgat" ontwikkeld van bedrukt, transparante elektronica. Alleen bevoegde personen weten waar ze de toegangscode moeten invoeren.

Op het eerste gezicht, Empa-onderzoeker Evgeniia Gilshtein's idee lijkt onopvallend - of beter gezegd, onzichtbaar. Achter wat in eerste instantie een simpele transparante film lijkt, gaat een heel nieuw beveiligingsniveau schuil. Onzichtbare knopen zijn met geleidende inkt op het transparante dragermateriaal gedrukt, waarvan de positie alleen bekend is bij insiders. Dergelijke circuits kunnen als toegangscode op een deurslot worden aangesloten, bijvoorbeeld. Als de knoppen op de polymeerfilm in de juiste volgorde worden ingedrukt, de deur gaat open.

Geleidende geheime inkt

Een onderzoeksteam van Empa's Thin Films and Photovoltaics lab in Dübendorf, waar Evgeniia Gilshtein werkt, is er eerder in geslaagd om elektronische schakelingen en sensoren op polymeerfilms te printen. Samen met onderzoekers van het Paul Scherrer Instituut (PSI) en EPFL, binnen het onderzoeksproject FOXIP (afkorting van "Functional OXIdes Printed on Polymers and Paper") pasten ze dunnefilmtransistors toe op papier en PET-films.

Om dit te doen, het team gebruikt transparante geleidende metaaloxiden (TCO). De geleidende inkt kan met een inkjetprinter op een oppervlak worden aangebracht, bijvoorbeeld. "Natuurlijk, we gebruiken hiervoor geen gewone kantoorprinters, maar de zeer gespecialiseerde apparatuur in Empa's Coating Competence Center, " zegt Ghilshtein. Immers, de precisie waarmee de elektronica wordt geprint ligt in het micrometerbereik.

Een elegante omweg

Nutsvoorzieningen, de transparante beveiligingsfilm wordt gebruikt om een ​​van de vele mogelijke toekomstige toepassingen van de technologie vooruit te helpen. "Wat voor ons het belangrijkste was, was dat het additieve fabricageproces van de film ook op industriële schaal kon worden gebruikt, " zegt Gilshtein. Het onzichtbare deurslot kan worden gebruikt in banken of ziekenhuizen, bijvoorbeeld, maar ook voor particuliere woningen.

Om de metaalhoudende nanodeeltjesinkt transparanter en geleidend te maken dan conventionele producten, gebruikten de onderzoekers een elegante omweg in het productieproces:nadat de circuits op de dragerfolie waren geprint, de folie was blauw geverfd. Sinds de blauwe inkt, in tegenstelling tot een transparante film, kan licht absorberen, hierdoor kan de inkt nu op het substraat worden "gebrand", met behulp van hoogenergetische lichtstraling. In het proces, niet alleen verdwijnt de blauwe kleur, maar de "geheime inkt" van indiumtinoxide wordt in dezelfde stap onzichtbaar. "Het resultaat zijn gedrukte schakelingen die een aanzienlijk hogere geleidbaarheid hebben dan eerdere oplossingen, ", zegt de Empa-onderzoeker.

De sensoroppervlakken zijn niet zichtbaar voor het menselijk oog en kunnen op geschikte locaties worden geplaatst, zoals boven een deurscharnier. zegt Gilshtein, "Maar de schakelingen kunnen net zo goed op een ruit of een gebogen deurkruk worden geplaatst." De film is ook gekoppeld aan een display die laat zien of de code correct is ingevoerd. Dankzij het relatief eenvoudige drukproces, het aantal sensoren kan bijna naar believen worden vergroot.