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Decorative Applications for Self-Organized Molecular Electrochromic Systems

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Gedruckten Objekten Lebendigkeit verleihen

Druckerzeugnisse, von Plakaten bis hin zu Tapeten, sind allgegenwärtig. Wie lassen sich diese grafischen Erzeugnisse interaktiv gestalten? Ein EU-finanziertes Projekt weist uns den Weg.

Industrielle Technologien

Unter Elektrochromie versteht man die reversible Farbänderung eines Werkstoffs als Reaktion auf einen elektrischen Reiz. Die meisten Menschen kennen die elektrochrome Technologie aus dem Auto, wenn der Rückspiegel automatisch abblendet. Bei der gedruckten Elektrochromie wird den Werkstoffen eine druckbare Form verliehen, wodurch sie auf flexible Substrate aufgebracht werden können. „In diesem Zusammenhang zielte das Projekt DecoChrom darauf ab, grafische Druckerzeugnisse in das Zeitalter der Interaktivität zu überführen. Damit bieten sich der Kreativindustrie die Werkzeuge und innovativen, fortschrittlichen Werkstoffe, um ästhetisch ansprechende, praktische Mensch-Maschine-Schnittstellen für intelligente Verbrauchsgüter und Umgebungen zu entwerfen und zu bauen“, erläutert Jonna Häkkilä, Koordinatorin an der Universität Lappland, Finnland. Im Rahmen des Projekts wurde die Produktion fortschrittlicher Verbundwerkstoffe auf drei innovative elektrochrome Tintenfarben erweitert und es wurden Fertigungsverfahren für verschiedene Trägermaterialien erschlossen, insbesondere für Kunststofffolie, Hochdrucklaminat und spritzgegossenen Kunststoff. Die Projektarbeit umfasste umfangreiche Verbreitungsmaßnahmen, darunter zahlreiche praxisnahe Seminare zur Einführung in die Elektrochromie für im Bereich Design und Fertigung Tätige und die Druckindustrie sowie die Entwicklung eines Instrumentariums zur Unterstützung des Designprozesses. „Zudem wurden im Projekt funktionale Prototypen Endnutzender in den Bereichen Architektur, Innenarchitektur, Lebensweise und Sport entworfen, um das Potenzial der Technologie zu erforschen und zu demonstrieren“, erklärt Ashley Colley, Projektleiter an der Universität Lappland.

Das Zeitalter der Interaktivität: gedruckte Elektrochromie

„Das DecoChrom-Konsortium hat die gedruckte Elektrochromie als großserientaugliche, mit der Druckindustrie kompatible, extrem stromsparende, interaktive Grafiklösung für intelligente Umgebungen entwickelt“, bestätigt Häkkilä. Zu den Errungenschaften des Projekts gehören die Synthese mehrerer neuer roter und schwarzer elektrochromer Polymere und die Ausarbeitung neuartiger Methoden zu deren Charakterisierung und Hochskalierung. „Es wurden neuartige Verfahren zum Umspritzen elektrochromer Displays und zur Einbettung von Displays in Hochdrucklaminate konzipiert und demonstriert. Die Druckverfahren für elektrochrome Werkstoffe wurden optimiert, einschließlich des Drucks mit roter Tinte im Flexo-, Rotationstief- und Bogen-Siebdruck sowie des industriellen Rollendrucks von Funktionsmaterialien auf Papiersubstraten“, betont Colley. Darüber hinaus wurden im Projekt über 50 funktionale Prototypen entworfen und erstellt, die Technologie und Design miteinander verbinden und potenzielle Endverbrauchsprodukte unter Verwendung der konzipierte elektrochromen Werkstoffe veranschaulichen. „Ein Schlüsselelement für die Projektverbreitung waren die 25 praxisorientierten Seminare, in denen 340 Teilnehmende erfuhren, wie man elektrochrome Displays entwirft und baut“, berichtet Häkkilä.

Markteinführung elektrochromer Displays

Auf der Grundlage der Projektergebnisse wurde das Potenzial für die Einführung elektrochromer Displays als Teil kommerzieller Produkte, die über die derzeitigen Anwendungen der Fensterbeschattung und -beschriftung hinausgehen, aufgezeigt. „Die im Projekt entstandenen Prototypen zeigen Möglichkeiten für ruhige, ästhetische Schnittstellen auf, die in unsere Wohnumgebung eingebettet sind. Zum Beispiel wurden flexible Displays in Schuhe und Kleidung integriert“, beschreibt Häkkilä. Die entwickelte rote Tinte, die erste rote elektrochrome Tinte, die für den Sieb- und Tiefdruck geeignet ist, erweitert die verfügbare Farbpalette, um die Anforderungen im Produktdesign zu erfüllen. Darüber hinaus wurden neue Ansätze für die Integration elektrochromer Displays in neue Werkstoffe und Strukturen durch die Integration von Displays in Hochdrucklaminate und Spritzgussverfahren demonstriert, wodurch das Potenzial der gedruckten Elektronik genutzt wird. Das Projekt führte zu sechs Einträgen im Innovationsradar der EU. „Durch die neuen im Projekt entwickelten und demonstrierten Fähigkeiten und durch die Sensibilisierung der Designschaffenden für die neuen Werkstoffe hat das Projekt den Weg für die kommerzielle Entwicklung von Produkten mit elektrochromer Displaytechnologie geebnet“, so Häkkilä abschließend.

Schlüsselbegriffe

DecoChrom, elektrochrome Displays, gedruckte Elektrochromie, menschliche Schnittstellen, intelligente Umgebung, Umgebungsintelligenz

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