de.wedoany.com-Bericht: Einem internationalen Forschungsteam unter der Leitung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) ist es gelungen, umweltfreundliche neuartige Magnetfeldsensoren aus Eisen, Zellulose und Bienenwachs zu entwickeln. Diese werden mit biobasierten Druckfarben und industriellen Druckverfahren hergestellt, anstatt mit traditionellen energieintensiven Fertigungsmethoden.
Magnetfeldsensoren sind in der Elektronikindustrie in enormen Stückzahlen gefragt und werden in Türkontakten, Lenkrädern, Festplatten, Verpackungen und Smartphones eingesetzt – mit einer jährlichen Produktion von mehreren Milliarden Stück. Herkömmliche Sensoren verwenden oft kritische Rohstoffe wie Kobalt. Das Forschungsteam kombinierte Eisen mit Eisenoxid, um Partikel mit einer Kern-Schale-Struktur zu entwickeln – ein Eisenkern, umhüllt von einer dünnen Eisenoxidschicht – und steigerte so die Empfindlichkeit des Eisens selbst. Diese Sensoren werden im Siebdruckverfahren hergestellt, das eine präzise Beschichtung der Sensorschichten ermöglicht, Materialverschwendung vermeidet und den Energieverbrauch bei der Fertigung senkt. Das Team gibt an, dass ihre Empfindlichkeit in bestimmten Anwendungsbereichen bereits mit der aktueller kommerzieller Sensoren vergleichbar ist.
Das Forschungsteam hat auch die Lebensdauer der Sensoren konzipiert. Typische Elektronikprodukte werden in der Regel nach einem Defekt entsorgt. Ziel dieser Forschung ist es jedoch, Alternativen zu entwickeln, die kontrolliert abgebaut oder recycelt werden können. Die Sensorschichten bestehen aus Eisen und Eisenoxid, eingebettet in eine Matrix aus biokompatiblen Materialien wie Zellulose oder Stärke. Eine Schicht aus biokompatiblem Polymer oder Bienenwachs dient als Verkapselung, die den Sensor vor Feuchtigkeit schützt. Durch Anpassung der Verkapselung lässt sich die Zeit steuern, in der der Sensor stabil bleibt, wodurch eine an die jeweilige Anwendung angepasste Lebensdauer ermöglicht wird.
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