Elektroschrott ist weltweit der am schnellsten wachsende Abfallstrom. Diese Entwicklung ist besonders kritisch zu betrachten, da der Gro\u00dfteil der entsorgten Elektronikger\u00e4te derzeit verbrannt, deponiert oder in Entwicklungsl\u00e4nder verschifft wird, obwohl sie eine Vielzahl an seltenen und toxischen Substanzen enthalten. Die Folgen davon sind aufgrund der giftigen Substanzen eine kritische Belastung von Menschen und \u00d6kosystemen sowie die Dissipation wertvoller, begrenzter Elemente und damit die Versch\u00e4rfung der bereits jetzt kritischen Rohstoffsituation auf unserer Erde.<\/p>\n
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Eine m\u00f6gliche Strategie um dieser Entwicklung entgegenzuwirken, ist die Erh\u00f6hung der Sammelquoten entsorgter Ger\u00e4te und die R\u00fcckgewinnung seltener Rohstoffe \u00fcber Recyclingverfahren. Allerdings sind diese Verfahren derzeit noch zu ineffizient und m\u00fcssen weiter optimiert werden. Selbst bei einer verbesserten Rohstoffr\u00fcckgewinnung ist die Aufbereitung der Materialien f\u00fcr die Produktion neuer Ger\u00e4te jedoch mit einem hohen Energieaufwand verbunden. F\u00fcr einen optimalen Schutz der endlichen Ressourcen unserer Erde und wichtiger \u00d6kosysteme muss daher vor allem die Entstehung von Elektroschrott verhindert werden.<\/p>\n
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Eine der Hauptursachen f\u00fcr die Entsorgung von Elektronikger\u00e4ten sind technische Defekte lediglich kleinster Komponenten wie Kondensatoren, bedingt durch erh\u00f6hte Temperaturen und Feuchtigkeit. Allerdings ist aufgrund des immer komplexeren Aufbaus der Ger\u00e4te der Ursprung eines solchen Defekts kaum vorhersehbar, seine Lokalisierung zeitintensiv und damit eine Reparatur \u00f6konomisch meist nicht sinnvoll.<\/p>\n
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Intelligente Materialien, die Defekte kleinster Elektronikbauteile aufzeichnen und mit einem optischen Signal sichtbar machen, k\u00f6nnten hierbei zu einem fundamentalen Umdenken f\u00fchren. Diese optischen \u201eRekorder\u201c k\u00f6nnen technische Defekte genau lokalisieren, um ressourceneffiziente Reparaturvorg\u00e4nge durch den Austausch kleinster Bauteile wieder wirtschaftlich zu machen. Damit k\u00f6nnen sie ma\u00dfgeblich dazu beitragen, die Entsorgung von gr\u00f6\u00dftenteils funktionsf\u00e4higen Elektronikger\u00e4ten zu reduzieren.<\/p>\n
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Ein derartiges Funktionsmaterial wurde bisher noch nicht etabliert und soll daher im Rahmen der vorgestellten Promotion \u201eRekorder Suprapartikel zur \u00dcberwachung destruktiver Umwelteinfl\u00fcsse\u201c entwickelt und hergestellt werden. Die Funktionalit\u00e4t der anvisierten Rekorder entsteht durch die Kombination verschiedener lumineszierender Nanobausteine mit einem jeweils einzigartigen optischen Signal und ihre definierte Assemblierung zu einem Mikropartikel, einem sogenannten Suprapartikel. Einige dieser Bausteine reagieren auf die Einwirkung erh\u00f6hter Temperaturen oder Feuchtigkeit mit einer irreversiblen Ver\u00e4nderung ihres optischen Signals. Damit halten sie diesen destruktiven Einfluss fest und zeichnen ihn f\u00fcr eine sp\u00e4tere Analyse, z.B. w\u00e4hrend einer Reparatur, auf. Andere Komponenten reagieren hingegen nicht und dienen mit ihrem unver\u00e4nderten Signal als Referenz, um die Informationen des Rekorders quantitativ zu detektieren. Durch die Auswahl der eingesetzten Komponenten kann die Zusammensetzung dieses Suprapartikels nach dem Baukastenprinzip variiert werden, um seinen Arbeitsbereich gezielt auf die Grenzwerte unterschiedlicher Bauteile anzupassen. Aufgrund ihrer geringen Dimension im Bereich weniger Mikrometer sollen die Suprapartikel in nahezu jegliche (Mikro-)Elektronikbauteile integriert werden k\u00f6nnen. Das Auslesen ihrer Information soll quantitativ mit einem kommerziellen Fluoreszenzspektrometer erfolgen, qualitativ jedoch bereits mit blo\u00dfem Auge m\u00f6glich sein.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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