Elektroschrott ist weltweit der am schnellsten wachsende Abfallstrom. Diese Entwicklung ist besonders kritisch zu betrachten, da der Gro\u00c3\u0178teil der entsorgten Elektronikger\u00c3\u00a4te derzeit verbrannt, deponiert oder in Entwicklungsl\u00c3\u00a4nder 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 \u00c3\u2013kosystemen sowie die Dissipation wertvoller, begrenzter Elemente und damit die Versch\u00c3\u00a4rfung der bereits jetzt kritischen Rohstoffsituation auf unserer Erde.<\/p>\n
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Eine m\u00c3\u00b6gliche Strategie um dieser Entwicklung entgegenzuwirken, ist die Erh\u00c3\u00b6hung der Sammelquoten entsorgter Ger\u00c3\u00a4te und die R\u00c3\u00bcckgewinnung seltener Rohstoffe \u00c3\u00bcber Recyclingverfahren. Allerdings sind diese Verfahren derzeit noch zu ineffizient und m\u00c3\u00bcssen weiter optimiert werden. Selbst bei einer verbesserten Rohstoffr\u00c3\u00bcckgewinnung ist die Aufbereitung der Materialien f\u00c3\u00bcr die Produktion neuer Ger\u00c3\u00a4te jedoch mit einem hohen Energieaufwand verbunden. F\u00c3\u00bcr einen optimalen Schutz der endlichen Ressourcen unserer Erde und wichtiger \u00c3\u2013kosysteme muss daher vor allem die Entstehung von Elektroschrott verhindert werden.<\/p>\n
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Eine der Hauptursachen f\u00c3\u00bcr die Entsorgung von Elektronikger\u00c3\u00a4ten sind technische Defekte lediglich kleinster Komponenten wie Kondensatoren, bedingt durch erh\u00c3\u00b6hte Temperaturen und Feuchtigkeit. Allerdings ist aufgrund des immer komplexeren Aufbaus der Ger\u00c3\u00a4te der Ursprung eines solchen Defekts kaum vorhersehbar, seine Lokalisierung zeitintensiv und damit eine Reparatur \u00c3\u00b6konomisch meist nicht sinnvoll.<\/p>\n
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Intelligente Materialien, die Defekte kleinster Elektronikbauteile aufzeichnen und mit einem optischen Signal sichtbar machen, k\u00c3\u00b6nnten hierbei zu einem fundamentalen Umdenken f\u00c3\u00bchren. Diese optischen \u00e2\u20ac\u017eRekorder\u00e2\u20ac\u0153 k\u00c3\u00b6nnen technische Defekte genau lokalisieren, um ressourceneffiziente Reparaturvorg\u00c3\u00a4nge durch den Austausch kleinster Bauteile wieder wirtschaftlich zu machen. Damit k\u00c3\u00b6nnen sie ma\u00c3\u0178geblich dazu beitragen, die Entsorgung von gr\u00c3\u00b6\u00c3\u0178tenteils funktionsf\u00c3\u00a4higen Elektronikger\u00c3\u00a4ten zu reduzieren.<\/p>\n
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Ein derartiges Funktionsmaterial wurde bisher noch nicht etabliert und soll daher im Rahmen der vorgestellten Promotion \u00e2\u20ac\u017eRekorder Suprapartikel zur \u00c3\u0153berwachung destruktiver Umwelteinfl\u00c3\u00bcsse\u00e2\u20ac\u0153 entwickelt und hergestellt werden. Die Funktionalit\u00c3\u00a4t 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\u00c3\u00b6hter Temperaturen oder Feuchtigkeit mit einer irreversiblen Ver\u00c3\u00a4nderung ihres optischen Signals. Damit halten sie diesen destruktiven Einfluss fest und zeichnen ihn f\u00c3\u00bcr eine sp\u00c3\u00a4tere Analyse, z.B. w\u00c3\u00a4hrend einer Reparatur, auf. Andere Komponenten reagieren hingegen nicht und dienen mit ihrem unver\u00c3\u00a4nderten 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\u00c3\u00b6nnen. Das Auslesen ihrer Information soll quantitativ mit einem kommerziellen Fluoreszenzspektrometer erfolgen, qualitativ jedoch bereits mit blo\u00c3\u0178em Auge m\u00c3\u00b6glich sein.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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