FE-Tex: Flexible Electronics meets Textiles

• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Leichtbau, Textiltechnik ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 498131727

Die Hochschule Niederrhein (HSNR) ist mit jährlich akquirierten Drittmitteln in Höhe von ø durchschnittlich 10 Mio. € eine der forschungsstärksten Hochschulen für Angewandte Wissenschaften Deutschlands. Ihr interdisziplinäres Forschungsprofil ist hierbei einer der Erfolgsfaktoren. Insbesondere hat sich durch eine intensive Kollaboration zwischen den Fachbereichen Elektrotechnik und Informatik (FB03) und Textil- und Bekleidungstechnik (FB07) eine zukunftsträchtige dynamische Forschungsrichtung „Smart Electronic Textiles and Wearables“ entwickelt. So beläuft sich das Gesamtfördervolumen der Projekte auf diesem Gebiet mit direkter gemeinsamer Beteiligung von FB03 und FB07 auf knapp 2 Mio. € seit 2018. Gestützt werden die Entwicklungen durch das Textile Innovatorium und das Oberflächenzentrum HIT, beides interdisziplinäre Kooperationsplattform die als Transfereinheiten im Rahmen der Innovative Hochschule (Projekt Leuchtturm_NR) gefördert werden.Es gibt jedoch eine technologische Lücke , welche den konsequenten Ausbau und die Weiterentwicklung der erschlossenen Forschungsrichtung verhindert und daher geschlossen werden muss: Die Verarbeitung und Modifikation der luftsensibler Materialien aus dem Bereich der flexiblen Elektronik (Polymere, organische Halbleiter, Nanostrukturen, etc.), die Anwendung der typischen Dünnschichttechnologien (Aufdampfen, Sputtern) und die biokompatible Elektronikverkapselung ist aktuell an der HSNR mangels Ausstattung nicht möglich. Damit ist die Erforschung, Entwicklung und Herstellung flexibler textiler Bauelemente (z.B. Lichtemitter, Batterien, Solarzellen, Transistoren, Sensoren etc.) und tragbarer Gesamtsysteme technologisch eingeschränkt.Im Rahmen des Projekts „FE-Tex: Flexible Electronics meets Textiles“ soll ein Inertgas-Gloveboxsystem mit integrierten Beschichtungsanlagen zur Präparation, Herstellung und Verkapselung luftempfindlicher Proben auf Basis flexibler und insbesondere textiler Substrate installiert werden. Das System soll aus zwei miteinander verbundenen Einheiten zur nasschemischen (Spin-Coater, Dip-Coater, etc.) und Trocken-Beschichtung aus der Gasphase (Aufdampf-, AC/DC-Sputter- und Parylene-Kammern) bestehen. Die Integration einer Parylene-Verkapselungskammer stellt dabei ein Alleinstellungsmerkmal dar. Für die Beschaffung, Installation und Inbetriebnahme des Großgeräts, sowie für das Einfahren der Beschichtungsanlagen wird eine Promovierendenstelle über 3 Jahre beantragt. Neben dem Service-Betrieb und wissenschaftlicher Beratung für die KooperationspartnerInnen fällt die Entwicklung und Realisierung einer Umspuleinheit für die Beschichtungskammern in den Aufgabenbereich dieser Stelle. Dabei soll erstmalig eine Trocken-Beschichtung der Garne/Filamente in einem Inertgas-Gloveboxsystem realisiert werden. Die Vision eines licht-emittierenden Garnes steht hinter dieser technologischen Herausforderung, welche auch den Gegenstand der kooperativen Promotion mit der Universität Duisburg-Essen darstellt.

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: Inertgas-Gloveboxsystem mit integrierten Beschichtungskammern
• Gerätegruppe: 4670 Handschuhkästen, Schutzgasanlagen
• Antragstellende Institution: Hochschule Niederrhein
• Leiterin: Professorin Dr.-Ing. Ekaterina Nannen