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Etiketten aus Leuchtschrift

Schreiben und radieren mit Licht

| Redakteur: Christian Lüttmann

Laserdrucken der etwas anderen Art haben Forscher der Universität Dresden entwickelt. Sie beschriften hauchdünne Plastikfolien durch Bestrahlung von Licht – und können die selbstleuchtende Schrift berührungslos wieder löschen und durch ein anderes Muster ersetzen.

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Der leuchtende Aufdruck lässt sich berührungslos wieder löschen und durch ein anderes Muster ersetzen.
Der leuchtende Aufdruck lässt sich berührungslos wieder löschen und durch ein anderes Muster ersetzen.
(Bild: M. Gmelch und H. Thomas/ TU Dresden)

Dresden – Zunächst sieht die Folie wie eine ganz normale Plastikfolie aus. Sie ist allerdings nicht nur extrem dünn – mit weniger als 50 µm dünner als ein menschliches Haar – sondern verbirgt auch noch eine weitere Besonderheit. Mit Licht der richtigen Wellenlänge lässt sie sich berührungslos beschreiben.

In die Plastikfolie, die Prof. Reineke und sein Team am Institut für Angewandte Physik der Universität Dresden entwickelt haben, sind leuchtende organische Moleküle eingebracht. Diese Moleküle befinden sich zunächst aber in einem deaktivierten, dunklen Zustand. Erst wenn man sie mit ultraviolettem Licht bestrahlt, lassen sie sich aktivieren und beginnen zu leuchten. Legt man eine Maske mit einem entsprechend ausgeschnittenen Muster auf die Folie, lässt sie sich bedrucken – so wie man ein Graffiti mit einer Schablone an die Wand sprühen würde. Alternativ kann ein UV-Laser als „Lichtstift“ zum Beschreiben der Folie verwendet werden. Die Druckqualität ist dabei vergleichbar mit der Auflösung von aktuellen Laserdruckern.

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Doch die Spezialfolie hat noch eine weitere Besonderheit: Die aufgedruckte Schrift lässt sich nämlich auch rückstandslos wieder entfernen – ebenfalls mit Licht, allerdings aus dem Infrarotbereich.

Sauerstoff als Ein- und Ausschalter

Wie funktionieren die wiederbeschreibbaren, transparenten Etiketten? Der Schlüssel zu dieser Methode ist Sauerstoff, der in die Folie eingebaut ist. Der Sauerstoff raubt den organischen Leuchtmolekülen zunächst die Lichtenergie. Durch die Bestrahlung mit UV-Licht wird er über eine chemische Reaktion aus der Folie entfernt. Dadurch können die Moleküle an den so behandelten Stellen ungestört leuchten. Wird die Folie im Anschluss mit infrarotem Licht bestrahlt, erhöht sich ihre Temperatur und gleichzeitig ihre Sauerstoffdurchlässigkeit. Damit wird die ursprüngliche Sauerstoffkonzentration wiederhergestellt, die organischen Moleküle werden inaktiv und die Leuchtschrift verschwindet.

Geringe Materialkosten erlauben vielfältigen Einsatz

Die Folien lassen sich in jeder Größe herstellen. Auch die geringen Materialkosten von unter zwei Euro pro Quadratmeter versprechen vielfache, breite Anwendungsmöglichkeiten: Informationen wie Barcodes, Produktnummern oder Adressen lassen sich gezielt verbergen und nur bei Bedarf auslesen. Gleichzeitig bieten die unsichtbaren Etiketten auch neue Möglichkeiten der Dokumentbeglaubigung und der Fälschungssicherheit.

Für Prof. Reineke ergibt sich daraus ein ganz neues Forschungsfeld: „Diese unsichtbaren und wiederbeschreibbaren Etiketten können vielseitig und mit einem minimalen Materialeintrag eingesetzt werden. Wir können sie deutlich dünner als heutige Barcode-Aufkleber herstellen. Sie stellen eine Alternative zu vielen übertechnisierten Lösungen zum Informationsaustausch in unserem Alltag dar. Am Ort der Information machen sie Elektronik überflüssig. Die Weiterentwicklung dieser Systeme eröffnet ein breites und neues Forschungsfeld, wo Materialentwicklung, Prozesstechnik und Grundlagenforschung in einer facettenreichen und interdisziplinären Art zusammen kommen.“

Originalpublikation: M. Gmelch, H. Thomas, F. Fries, S. Reineke: TProgrammable transparent organic luminescent tags. Science Advances 01 Feb 2019: Vol. 5, no. 2, eaau7310; DOI: 10.1126/sciadv.aau7310

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