Papier mit Sound

Forscher drucken Lautsprecher auf Papier

(Bild: TU Chemnitz/Henrik Schmidt)

Wissenschaftler des Instituts für Print- und Medientechnik an der Technischen Universität Chemnitz (pmTUC) arbeiten an einer Technologie, die im wahrsten Sinne aufhorchen lässt: Sie entwickeln Lautsprecher, die sich im sogenannten Flexodruckverfahren auf gewöhnliches Papier drucken lassen. Ihre neuesten Forschungsergebnisse präsentieren Projektleiter Prof. Dr. Arved Hübler und sein Team vom 3. Bis 16. Mai auf der Düsseldorfer Druck-Fachmesse drupa, wo gedruckte Elektronik bereits als nächster Zukunftsmarkt gefeiert wird.

Der gedruckte Papierlautsprecher wird - wie jeder andere Lautsprecher auch - an einen Audioverstärker angeschlossen. "Das Frequenzverhalten und damit die Klangqualität sind gut. Überraschend laut sind die Papiere auch. Lediglich die Bässe des Papierlautsprechers sind etwas schwach", erläutert Dr. Georg Schmidt, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am pmTUC.

Die Chemnitzer Forscher stellen die dünnen Lautsprecher aus mehreren Schichten eines leitfähigen organischen Polymers sowie einer sogenannten piezoaktiven Schicht her. Laut Projektmitarbeiterin Maxi Bellman (Bild) seien die Lautsprecher "erstaunlich robust" und könnten "durch Drucken extrem kostengünstig produziert werden". Außerdem sei es möglich, sie mit farbigen Botschaften zu bedrucken.

Projektleiter Hübler erhofft sich mit dem Papierlautsprecher ein großes Spektrum neuer Anwendungen: Zum Beispiel könnten sie - integriert in gängige Druckprodukte - für die Werbung attraktiv werden. "Außerdem sind Soundtapeten oder rein technische Anwendungen wie Abstandssensoren vorstellbar, denn die Papiere sind auch im Ultraschallbereich aktiv", so Hübler. Da das Drucken freie Formen der Lautsprecher zulasse, habe man zudem ganz neue Möglichkeiten, die erzeugten Schallwellen zu beeinflussen.

Solarbaum aus gedruckten Papiersolarzellen
Neben den gedruckten Lautsprechern präsentieren Hübler und sein Team auf der Düsseldorfer Fachmesse drupa auch einen Solarbaum, an dem 50 gedruckte Papiersolarzellen als überdimensionale Blätter hängen. Einem realen Baum ähnlich, sammeln die der Sonne zugewandten Blätter Energie. Verbunden sind sie über Druckknöpfe, über ein Kabel im Baumstamm fließt der Solarstrom in eine Batterie.

"Schaut man von unten in das schattige Blätterdach des Solarbaums, sind die Unterseiten der Blätter mit Werbung bedruckt", verrät Hübler und ergänzt mit einem Augenzwinkern: "Das ist besser als in der Natur." Denn laut Hübler ist die Werbebranche die treibende Kraft der Druckindustrie.

"Sobald der Kunde entdeckt, dass man Werbung, die eine Solarzelle trägt, besser nicht wegwirft, sondern damit Strom erzeugt, wird die gedruckte Solarzelle ein unschlagbarer Werbeträger mit einem nachhaltigen Image", so der Chemnitzer Professor. Hübler glaubt nicht nur, dass die an der TU Chemnitz entwickelte Technologie künftig einen echten Beitrag zur Energieversorgung leisten kann, sondern dass damit auch der Durchbruch für die gedruckte oder auch organische Elektronik kommen wird.

Gedruckte Elektronik als nächster Zukunftsmarkt
"Die organische Elektronik ist ein Markt mit großem Zukunftspotenzial und wird einen festen Platz in unserer Lebenswelt einnehmen, beispielsweise bei intelligenten Labeln auf Lebensmittelverpackungen, bei Solarzellen auf Fensterscheiben. Eine ganz aktuelle Anwendung findet die organische und gedruckte Elektronik bei E-Book Readers und Touchscreens. Mit der konti-nuierlichen Verbesserung der Techniken bei Druck- und Fertigungsverfahren in Verbindung mit kostengünstigen Materialen ergeben sich quasi unbegrenzte Einsatzmöglichkeiten", glaubt auch Wolfgang Mildner, Geschäftsführer der PolyIC GmbH & Co. KG und Vorstand der Organic and Printed Electronics Association.

Vieles längst Wirklichkeit
Vieles, was bislang wie Zukunftsmusik klang, sei längst keine Spielerei mehr, sondern Wirklichkeit, heißt es bei den Organisatoren der drupa, die heuer zeigt, wohin die Reise mit "Printed Electronics" künftig gehen kann: T-Shirts, deren aufgedruckte Logos wie ein Equalizer ausschlagen, wenn der DJ die Lautstärke ändert; Kosmetikverpackungen, die aufleuchten, sobald sich eine Kundin nähert; Grippemedikamente, deren Verpackung die Körpertemperatur des Patienten misst; Mini-Bildschirme in Zeitschriften, die Videoclips zeigen.

Einige markttaugliche Produkte gebe es bereits: etwa RFID-Chips, die sich ohne Berührung auslesen lassen, oder Solarzellen und Displays. Die Massenproduktion von OLED-Displays sei heute schon ein Multimilliarden Markt. Weitere Anwendungsfelder lägen in intelligenten Verpackungen, in der Medizintechnik und Pharmaindustrie oder im Bereich Consumer-Elektronik.

Langfristige Auswirkung auf viele Lebensbereiche
Die Möglichkeiten seien vielfältig, die Chancen enorm, und der Markt wachse rasant: So zeige eine aktuelle Studie des Beratungsunternehmens IDTechEx, dass der Markt für gedruckte Elektronik dieses Jahr bei 9,4 Milliarden US-Dollar liegen werde. Auch die Studie "Impact of 2020 Megatrends on Chemicals" von Frost & Sullivan setze laut drupa auf die organische Elektronik als Megatrend, "der sich langfristig auf Wirtschaft, Politik, Kultur und persönliche Lebensbereiche auswirken wird".