Etiketten der Zukunft

Schreiben, lesen und löschen mit Licht

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Die leuchtende Schicht ist dünner als ein menschliches Haar. Mit UV-Licht wird „geschrieben“, mit Infrarotlicht wieder gelöscht (Bild: M. Gmelch und H. Thomas, TU Dresden)
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Forschern gelingt es, auf eine völlig neue Art Informationen in transparenten Folien zu speichern. Sie nutzen dazu die Eigenschaften von Sauerstoff. Durch Bestrahlung mit Licht unterschiedlicher Wellenlängen können Strukturen aufleuchten – oder wieder gelöscht werden.

An der Technischen Universität Dresden arbeiten Physiker mit transparenten Plastikfolien, die weniger als 50 µm dick und damit dünner als ein menschliches Haar sind. In diese Plastikfolien bringen sie leuchtende organische Moleküle ein. Zunächst befinden sich diese Moleküle in einem deaktivierten, dunklen Zustand. Durch lokale Bestrahlung mit ultraviolettem Licht lassen sie sich jedoch aktivieren und beginnen zu leuchten. Mit Hilfe einer Maske oder eines Laserschreibers können auf diese Weise Muster in die Folie geschrieben werden, deren Auflösung die von aktuellen Laserdruckern erreicht. Der Clou: Durch Bestrahlung mit infrarotem Licht lässt sich das aufgedruckte Muster oder die Leuchtschrift jederzeit wieder vollständig aus der Folie entfernen.

Licht und Sauerstoff als An- und Ausschalter

Die Funktionsweise dieser wiederbeschreibbaren, transparenten Etiketten basiert auf einem uns lebenswichtigen Molekül, dem Sauerstoff. Dieser ist Bestandteil der Folie und raubt den Molekülen 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 wieder inaktiv.

Kostengünstig und in jeder Größe

Die Folien lassen sich in jeder Größe herstellen. Auch die geringen Materialkosten von unter 2 Euro pro m² 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.

Alternative zu bisherigen Lösungen

Für Prof. Sebastian Reineke am Institut für Angewandte Physik der Technischen Universität Dresden erklärt: „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.“

http://advances.sciencemag.org/content/5/2/eaau7310

https://tu-dresden.de/

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