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Elektronik: Leiterplatten reparieren sich mit einem Pflaster selbst

Modifizierung für elektrische Schaltkreise: ein Pflaster, mit dem sich kleine Schadstellen selbst heilen.
Schaltkreise einer HauptplatineLaden...

Kaputte Schaltkreise auf Leiterplatten könnten bald der Vergangenheit angehören. Ein neu entwickelter Mechanismus repariert kleine Lücken in Leiterbahnen, verursacht durch mechanische oder thermische Belastung, mit Hilfe von Kohlenstoffnanoröhren und winzigen Kupferkugeln. Die Teilchen schließen den Stromkreis wieder, wenn man an der Bruchstelle eine Spannung anlegt.

Selbstreparatur mit Nanoteilchen

Die nur wenige tausendstel Millimeter großen, leitenden Teilchen werden dazu in einer nichtleitenden Flüssigkeit zwischen den zu verbindenden Elektroden aufgetragen. Eine angelegte Spannung sorgt dafür, dass sich die Kohlenstoffnanoröhren und Kupferkugeln im elektrischen Feld ausrichten, sie werden zu Dipolen. Dadurch lagern sich die Partikel so zwischen den beiden Elektroden aneinander an, dass sie eine direkte Verbindung herstellen und den Stromkreis wieder schließen. So können sie eine Lücke von bis zu 0,2 Millimetern überbrücken.

Das Forscherteam um Sanjiv Sambandan vom Department of Instrumentation and Applied Physics, Bangalore in Indien, hat das Selbstheilungsverfahren in eine Art Pflaster eingebaut, das als zusätzliche Schicht auf eine Leiterplatte aufgebracht wird. Es isoliert benachbarte Leiterbahnen voneinander und bildet über jeder einzelnen Bahn einen Hohlraum. In diese Freiräume injizierten die Wissenschaftler die Lösung mit den Nanoteilchen, so dass sich beschädigte Verbindungen auf der Platte ganz automatisch heilen. Allerdings sind die neu entstandenen elektrischen Verknüpfungen nicht so stabil wie die ursprünglichen – bei zu hohen Spannungen werden sie wieder zerstört. Eine mögliche Anwendung sehen die Forscher beispielsweise in der Raumfahrt. Bei Ausfall eines Schaltkreises in einem Satelliten könnte der Fehler spielend behoben werden.

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