Regierung, Industrie und die akademische Welt werden zukünftig zusammenarbeiten, um eine neue Generation von Elektronikprodukten auf industriellen Standard zu bringen. Unterstützt durch staatliche und private Zuschüsse in Höhe von $171 Millionen werden sie die Entwicklung und Massenherstellung von flexibler Hybridelektronik vorantreiben. Beispielsweise könnten Pflaster, die nicht nur eine Wunde behandeln, sondern diese auch gleichzeitig überwachen und die Durchblutung kontrollieren, in Zukunft in jedem Supermarkt zu erschwinglichen Preisen erhältlich sein.
Amerikanische Regierung fördert Entwicklung flexibler Hybridelektronik
Das MIT (Massachusetts Institute of Technology) unterstützt zusammen mit anderen Universitäten eine neue Initiative der amerikanischen Regierung, in der es sich um die Förderung von Produktionsneuheiten auf dem Gebiet von flexibler Hybridelektronik handelt. Es geht dabei um eine neue Generation von Elektronikprodukten, die sich bisher noch in den Kinderschuhen befindet. Für das Projekt hat sich ein Konsortium gebildet, an dem sowohl Firmen wie Boeing und General Motors, als auch eine Anzahl an führenden Forschungsuniversitäten beteiligt sind. Für die Zusammenarbeit mit dem Manufacturing Innovation Institute for Flexible Hybrid Electronics steht ihnen ein Budget von insgesamt $171 Millionen zur Verfügung, finanziert durch staatliche Zuschüsse und nichtstaatliche Beiträge. Das Institut ist das Jüngste von sieben vergleichbaren Einrichtungen, die durch das US Verteidigungsministerium finanziert werden und ins Leben gerufen wurden, um die Produktionsführung wiederzubeleben und Arbeitsstellen zu schaffen.
Dehnbare und tragbare Elektronik bietet unendliche Möglichkeiten
Die Anwendungs- und Innovationsmöglichkeiten für flexible, dehnbare und tragbare Zukunftselektronik scheint unendlich zu sein: Smarte Verbände oder Sensoren in Brücken und Flugzeugen. Allerdings ist die Technologie noch nicht in der Lage, in größerem Stil und zu einem niedrigen Preis produziert zu werden.
Auch für Verbraucher würde günstige flexible Hybridelektronik einen großen Unterschied machen, vor allem im medizinischen Bereich. Nach einiger Zeit wäre es durchaus vorstellbar, Verbände in Supermärkten zu verkaufen, die Wunden gleichzeitig überwachen und behandeln. Fortschrittliche Armpflaster könnten konstant den Insulinspiegel überprüfen und falls nötig Insulin abgeben.
„Im Moment kann man zwar Pflaster kaufen, aber man kann kein Pflaster zu einem zumutbaren Preis kaufen, das die Durchblutung kontrolliert und zur selben Zeit eine Verbrennung behandelt“, sagt Krystyn Van Vliet, Professorin für Materialwissenschaft, Ingenieurwesen und Biological Engineering am MIT. „Es gibt einen großen Unterschied zwischen der Fähigkeit etwas zu erfinden, und der Fähigkeit ein kommerzielles Produkt zu erstellen, das auch Arbeitsplätze schafft.“
Credits: Foto: Dominick Reuter
Hybridelektronik im militärischen Einsatz
Nicht nur Privatverbraucher würden von flexibler Hybridelektronik profitieren; auch das Militär hätte viele Vorteile, wenn die zuverlässige und günstige Herstellung vorangetrieben wird, zum Beispiel von Sensoren, die an Uniformen oder Flugzeugen angebracht werden würden. „Kunden könnten noch in diesem Jahr oder Jahrzehnt flexible Elektronik kaufen, aber wenn alle Schlüsselkomponenten oder zumindest ein paar grundlegende Schritte in einem anderen Land durchgeführt werden müssen, ist es nicht ganz so einfach für das Militär, davon Gebrauch zu machen“, erklärt Van Vliet. Die inländische Produktion würde auch einen wirtschaftlichen Boom zur Folge haben. „Viele großartige Innovationen werden in den USA erfunden, jedoch sollte man sie nicht nur hier erfinden, sondern auch hier herstellen. Wenn man die Möglichkeit hat, etwas am gleichen Ort zu erfinden und herzustellen, kann man viel schneller und besser Innovationen vorantreiben, den Lebensstandard beschleunigen und lohnende Jobs schaffen. Mit der Produktion im Ausland fehlt das sofortige Feedback.“
MIT stellt interdisziplinäres Forschungsteam zusammen
Das MIT Forschungsteam, das an der Spitze des Instituts in der Zusammenarbeit des Konsortiums stehen wird, besteht aus Experten in den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik, Informatik und Verfahrenstechnik.
„Das MIT hat ein Team aus zehn erfahrenen Spezialisten zusammengestellt, das bereits erfolgreich Forschungsarbeiten für die Massenproduktion umgesetzt hat“, erzählt Brian Anthony, Co-Direktor des MIT Masterstudiengangs Engineering and Manufacturing und Leiter des Forschungsteams. „Wir rechnen damit technische Vorführprojekte beitragen zu können, die auf unserer Erfahrung mit Design und Herstellung von Teilen für flexible Hybridelektronik beruhen, einschließlich langlebiger Elektroden, Sensoren und robuster Energiespeicher, wie z. B. flexible medizinische Elektronikgeräte.“
Die Forscher werden daran arbeiten flexible Elektronikgeräte zu entwickeln und zu verbessern. Zusätzlich werden sie nach preiswerten und skalierbaren Wegen suchen, um diese herzustellen, wie zum Beispiel das Rolle-zu-Rolle Herstellungsverfahren: der Prozess stellt flexible Hybridelektronik auf Rollen von dehnbarer Plastikfolie her, die Frischhalte- oder Alufolie ähnelt.
„Innovation im Bereich der Fertigungstechnik ist hier Teil der ‚mens-et-manus’ Mentalität“, erläutert Van Vliet, bezogen auf das Motto des MIT „Geist und Hand“. „Das wichtigste ist es, über diese Dinge nachzudenken und sie dann anfertigen zu können. Das Maker Movement spielt eine bedeutende Rolle, aber ‚Maker’ bedeutet es ‚einmal zu machen’. Produktion heißt, ich kann etwas viele Male herstellen auf eine Weise, von der zahlreiche Menschen profitieren können.“
Zusätzlich zur Forschung gehört zum Projekt auch ein Bildungs- und Mitarbeiterentwicklungsprogramm, das lokal von den regionalen Abteilungen der Kooperation geführt wird. Das MIT erhofft sich dabei, die Erfahrung in Ausbildungs- und Trainingsprogrammen von bisherigen Partnerschaften mit der Industrie weitergeben zu können. „Damit dies alles möglich ist, muss die Landesregierung Produktionsneuheiten unterstützen, was bei der Landesregierung von Massachusetts enorm der Fall war“, meint Van Vliet. „Wir sind sehr dankbar für die Unterstützung durch Gouverneur Baker, die eine beträchtliche Auswirkung auf die Unterrichts-, Trainings- und Vermarktungschancen und auch auf die wirtschaftliche Aktivität des Staatenbundes haben wird.“
Quelle: MIT News
Wir haben in der Vergangenheit bereits mehrfach über technologische Entwicklungen, wie die Smart Lens Kontatklinsen von Google und Novartis oder Digital Tattoos berichtet. Grundlage dafür ist natürlich die Materialwirtschaft und Forschung, was das aktuelle Projekt des MIT einmal mehr zeigt.
