Forschung & Entwicklung

Wiederbeschreibbare Etiketten: schreiben, lesen und radieren mit Licht

Eine auf UV- und IR-Licht basierende Methode ermöglicht, Informationen in transparenten Folien zu speichern und verspricht breite Anwendungsmöglichkeiten.

Professor Reineke und seine LEXOS Gruppe am Institut für Angewandte Physik der Technischen Universität Dresden arbeiten mit transparenten Plastikfolien, die mit weniger als 50 µm dünner als ein menschliches Haar sind. In diese Plastikfolien sind leuchtende organische Moleküle eingebracht. Diese Moleküle befinden zunächst in einem deaktivierten, dunklen Zustand. Durch lokale Bestrahlung mit ultraviolettem Licht lassen sie sich aktivieren und beginnen zu leuchten. Mithilfe einer Maske oder eines Laserschreibers können auf diese Weise Muster in die Folie geschrieben werden, deren Auflösung die von aktuellen Laserdruckern erreicht. Durch Bestrahlung mit infrarotem Licht lässt sich das aufgedruckte Muster oder die Leuchtschrift jederzeit wieder vollständig aus der Folie entfernen.

Die Funktionsweise dieser wiederbeschreibbaren, transparenten Etiketten basiert auf einem für uns lebenswichtigen Molekül, dem Sauerstoff. Dieser ist Bestandteil der Folie und raubt den Molekülen zunächst die Lichtenergie. Durch die Bestrahlung mit UV-Licht wird er über eine chemische Reaktion aus der Folie entfernt. Dadurch können die Moleküle an den so behandelten Stellen ungestört leuchten. Wird die Folie im Anschluss mit infrarotem Licht bestrahlt, erhöht sich ihre Temperatur und gleichzeitig ihre Sauerstoffdurchlässigkeit. Damit wird die ursprüngliche Sauerstoffkonzentration wiederhergestellt, die organischen Moleküle werden wieder inaktiv.

Die Folien lassen sich in jeder Größe herstellen. Auch die geringen Materialkosten von unter zwei Euro pro Quadratmeter versprechen vielfache, breite Anwendungsmöglichkeiten: Informationen wie Barcodes, Produktnummern oder Adressen lassen sich gezielt verbergen und nur bei Bedarf auslesen. Gleichzeitig bieten die unsichtbaren Etiketten auch neue Möglichkeiten der Dokumentbeglaubigung und der Fälschungssicherheit.

Für Professor Reineke ergibt sich daraus ein ganz neues Forschungsfeld: „Diese unsichtbaren und wiederbeschreibbaren Etiketten können vielseitig und mit einem minimalen Materialeintrag eingesetzt werden. Wir können sie deutlich dünner als heutige Barcode-Aufkleber herstellen. Sie stellen eine Alternative zu vielen übertechnisierten Lösungen zum Informationsaustausch in unserem Alltag dar. Am Ort der Information machen sie Elektronik überflüssig. Die Weiterentwicklung dieser Systeme eröffnet ein breites und neues Forschungsfeld, wo Materialentwicklung, Prozesstechnik und Grundlagenforschung in einer facettenreichen und interdisziplinären Art zusammen kommen.“

Die LEXOS Gruppe ist Teil des Dresden Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials (IAPP) und des Instituts für Angewandte Physik der Technischen Universität Dresden und wird von Prof. Sebastian Reineke geleitet. Ein Forschungsfokus der LEXOS Gruppe ist die Untersuchung von exzitonischen und lumineszenten Systemen auf Basis organischer und organisch-hybrider Materialien. Des Weiteren hat die LEXOS Gruppe langjährige Expertise in Forschung und Entwicklung von Organischen Leuchtdioden (OLEDs).

von mn

Originalveröffentlichung:

[M. Gmelch, H. Thomas, F. Fries, S. Reineke, Programmable transparent organic luminescent tags, Sci. Adv. 5 (2019), DOI: 10.1126/sciadv.aau7310]

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