Neue AFSEM-Publikation: Entwicklung eines transparenten Berührungssensors auf rekonstituierten Furnieren
In einer kürzlich veröffentlichten Studie unseres Kunden Wood K Plus Transparent Touch Sensors on Wood: Sustainable Development With Aesthetic Integrity wurde die Entwicklung eines transparenten Berührungssensors auf rekonstituierten Furnieren vorgestellt. Diese innovative Technologie könnte den Weg für die nahtlose Integration fortschrittlicher Elektronik in Holzoberflächen ebnen und dabei deren Funktionalität bewahren.
Aufbau und Funktionsweise des Sensors
Der Berührungssensor wurde mittels Siebdruckverfahrens mit Silbernanodraht-Tinte auf das Furnier aufgebracht wurde. Eine schützende Beschichtung des Sensors verhindert Reaktionen auf die Umgebungsfeuchtigkeit, was die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Sensors erheblich erhöht.
Topografie und Verteilung der Silbernanodrähte
Um die Oberflächenstruktur und die Verteilung der Silbernanodrähte auf dem beschichteten Furnier zu analysieren, wurden sowohl Rasterelektronenmikroskopie (SEM) als auch Rasterkraftmikroskopie (AFM) eingesetzt. Die SEM-Bilder zeigten deutlich die Schicht der Silbernanodrähte und den Übergang vom Furniersubstrat zu den gedruckten Sensorstrukturen. Interessanterweise ist dieser Übergang nicht abrupt, sondern zeigt einen allmählichen Anstieg der Nanodrahtdichte an den Rändern der Sensorlinie.
Die aufgebrachte Schicht aus Silbernanodrähten besteht aus einem sehr lockeren Netzwerk, da die Menge der aufgetragenen Tinte bewusst geringgehalten wurde. Diese geringe Netzwerkdichte wurde auch durch die AFM-Messungen bestätigt.
AFM-Amplitudenbilder vom Furniersubstrat, dem Übergangsbereich zwischen Substrat und Sensor sowie der Struktur des Silbernanodrahtnetzwerks in der gedruckten Sensorlinie zeigten erneut eine geringe Netzwerkdichte. Die Topografiebilder der AFM-Messungen verdeutlichten, dass die Nanodrähte sich gut an die Struktur des Furniersubstrats anpassen. Trotz der niedrigen Dichte der aufgebrachten Silbernanodrahtschicht waren die Sensorantwort und die Leistung äußerst zufriedenstellend.
Besonderheiten des AFSEM-Systems
Für die AFM-Messungen wurde das AFSEM-System verwendet, das herausragende Ergebnisse lieferte. Das AFSEM, ein AFM konzipiert für den Einbau in ein SEM, kombiniert die Vorteile der Rasterkraftmikroskopie mit denen der Rasterelektronenmikroskopie. Dieses System ermöglicht eine präzise Analyse der Oberflächenstruktur und Verteilung von Materialien auf nanometrischer Skala, während gleichzeitig hochauflösende Bilder der Gesamtstruktur aufgenommen werden können. Die Verwendung des AFSEM-Systems trug wesentlich dazu bei, die detaillierten Erkenntnisse über das Verhalten der Silbernanodrähte auf dem Furnier zu gewinnen und die Effizienz des Sensors zu bestätigen.
Lukas Rauter et al.; IEEE Sensors Journal 24 (12): https://doi.org/10.1109/JSEN.2024.3391828
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