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Große Freude an der Technischen Universität (TU) Dresden und bei den beteiligten Partneruniversitäten: Das Forschungsprojekt „High Frequency Flexible Bendable Electronics for Wireless Communication Systems (FFlexCom)“ kann starten. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat nun den Antrag genehmigt. Koordinator ist der Dresdner Professor und Leiter des Cool Silicon-Forschungsbereichs „Kommunikationssysteme“ Dr.-Ing. Frank Ellinger. 

Damit ist der Weg frei für das Schwerpunktprogramm, das die Kommunikationssysteme der Zukunft von starren Leiterplatten befreien soll. „Neuartige Ansätze auf Basis von Dünnfilmsubstraten, Drucktechniken und organischen Technologien zeigen, dass die Realisierung von mechanisch flexiblen, biegbaren und dehnbaren elektronischen Systemen auf einer dünnen Folie oder gar gewöhnlichem Papier möglich ist“, erläutert Ellinger. „In FFlexCom sollen diese Technologien zur Realisierung von drahtlosen Kommunikationssystemen eingesetzt werden.“ 

Die Forschungsarbeiten, die in dem DFG-Schwerpunktprogramm geplant sind, ergänzen die erfolgreichen Vorarbeiten, die unter anderem im Spitzencluster für energieeffiziente Informations- und Kommunikationstechnologie Cool Silicon geleistet wurden. Auch am Vodafone-Stiftungslehrstuhl für Mobile Nachrichtensysteme sowie am Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) der TU Dresden werden derzeit zudem die Grundlagen für die ultraschnelle Kommunikation der Zukunft geschaffen. 

Um Kommunikationssysteme von der traditionellen Leiterplatte auf flexible Substrate zu verlagern, müssen die Forscher noch zahlreiche Grundlagenprobleme lösen und Technologien massiv verbessern, erklärt Ellinger. So seien Transistoren in flexiblen Technologien im Vergleich zu herkömmlichen Halbleitertechnologien relativ langsam, da die Elektronenbeweglichkeit in den flexiblen Substraten bisher leider recht klein ist. „Da Kommunikationssysteme aber typischerweise bei Frequenzen im Megahertz-Bereich oder darüber hinaus arbeiten, müssen die Geschwindigkeiten der bisherigen flexiblen Transistoren um mehrere Zehnerpotenzen erhöht werden, sowie neuartige Schaltungskonzepte, Systemarchitekturen und Materialen erforscht werden,“ sagt der Professor. 

„Die Energieversorgung erfolgt durch gedruckte flexible Batterien, welche als Laborsamples bereits verfügbar sind“, so Ellinger. „Da diese mechanisch flexiblen Kommunikationssysteme nur aus einem Stück Folie oder Papier bestehen, erschließen sich völlig neue Einsatzgebiete für die Funktechnik.“ Denkbar seien zum Beispiel medizintechnische Sensoren auf dem Körper. So könne ein Pflaster eventuell einmal Daten in Sachen Wundheilung drahtlos übertragen. 

Auch für Logistikanwendungen sei die neue Technologie interessant. Wenn ein Stück Folie oder gar Papier aktiv Daten senden und empfangen kann, dann könne sich beispielsweise ein verlorener Koffer selbständig und über größere Distanzen melden. Ein Lesegerät, welches sich wie bei RFID- oder Barcode-Technologien in unmittelbarer Nähe befinden muss, werde nicht mehr benötigt. 

Mobiltelefone könnten in Kleidung integriert werden – und ein Funkmodul für ein interaktives Lesegerät könnte nur noch aus einem Stück dünner und leichter Folie bestehen. „Falls es in Zukunft einmal möglich sein sollte, diese Systeme aus rein organischen Halbleitern zu realisieren, wären auch Einweganwendungen denkbar, da dann neben der kostengünstigen Produktion auch eine umweltfreundliche Entsorgung ohne Giftstoffe bzw. ein einfaches Recycling möglich wäre“, betont Ellinger. „Diesbezüglich liegt ein weiter und steiniger, aber vor allem auch extrem spannender Weg vor uns.“ 

Die erste Hürde hat das Schwerpunktprogramm nun genommen – denn die Nachfrage nach den Fördermitteln der DFG war enorm: 72 Anträge wurden in den Geistes- und Sozialwissenschaften, den Lebenswissenschaften, den Naturwissenschaften und den Ingenieurwissenschaften eingereicht. Nur 16 davon hat die DFG bewilligt. FFlexCom gehört dazu – und kann nun an den beteiligten Forschungseinrichtungen in Deutschland ab 2015 für mindestens drei und maximal sechs Jahre 24 Wissenschaftlerstellen finanzieren.