Linz – Den blauen Farbstoff Indigo kannten bereits die alten Ägypter. Im Rahmen eines zweijährigen, vom österreichischen Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung finanzierten Projekts "Indigo Circuits" haben Forscher um Serdar Sariciftci von der Universität Linz die Substanz nun als Material für elektronische Bauelemente wiederentdeckt. Er bietet sich vor allem für bioelektronische Anwendungen an.
Das wichtigste Material für elektronische Bauelemente wie Transistoren, Dioden oder Solarzellen ist nach wie vor Silizium. Parallel kommen jedoch auch immer öfter organische Substanzen mit ähnlichen Halbleitereigenschaften zum Einsatz. In Handydisplays oder Fernsehern etwa sind diese neuen Materialien bereits Standard. Ein großes Problem dabei ist allerdings ihre Haltbarkeit: Der Sauerstoff aus der Luft schadet den Bauteilen, weshalb sie unter zusätzlichem Aufwand luftdicht verpackt werden müssen.
Auch in feuchter Umgebung stabil
Die von Sariciftci und seinen Kollegen hergestellten Halbleiter aus Indigo-Derivaten sind dagegen nicht nur an Luft, sondern auch im Wasser stabil. "Damit bieten sie sich vor allem für Anwendungen im medizinischen Bereich an – zum Beispiel für Implantate", sagte Sariciftci, der an der Universität Linz die Institute für Physikalische Chemie und Organische Solarzellen leitet.
Die hohe Stabilität und Haltbarkeit von Indigo und dessen Derivaten hat allerdings auch ihren Preis: Sie machen das Material schwer löslich. Das ist problematisch, da viele Methoden zur Herstellung organischer Halbleiter darauf basieren, die verwendeten Substanzen zunächst aufzulösen und dann auf einem Trägermaterial abzuscheiden. Den Forschern gelang es jedoch, dieses Problem zu umgehen, indem sie die Indigo-Moleküle vorübergehend chemisch veränderten um sie löslich zumachen. Durch anschließendes Erhitzen konnten die Veränderungen dann nach der Verarbeitung wieder rückgängig gemacht werden.
Ungeeignet für Solarzellen
So konnten die Wissenschafter in dem vom Wissenschaftsfonds FWF geförderten Projekt eine Reihe verschiedener elektronischer Bauteile aus Indigo und anderen dazu verwandten Farbstoffen herstellen, die selbst unter Wasser und bei verschiedenen pH-Werten funktionieren. Lediglich für Herstellung von Solarzellen und Leuchtdioden scheint das Material ungeeignet zu sein.
Ein weiterer Vorteil von Indigo ist sein Preis – er macht nur einen Bruchteil dessen aus, was andere organische Halbleiter kosten. "Wir glauben wirklich, dass wir hier eine Tür aufgestoßen haben", sagt Sariciftci. "Es werden in Zukunft sicher auch andere Forschergruppen auf den Zug aufspringen und sich auf diese Materialklasse konzentrieren." (APA, red, 20.6.2017)