16.07.2021 - Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Reparieren nach Leuchtsignalen

Smartes Mikropartikel weist auf defekte Teile in Elektrogeräten hin

Komplexe Elektrogeräte zu reparieren, ist zeitaufwendig und deshalb meistens nicht rentabel – Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Karl Mandel, Professur für Anorganische Chemie der FAU, hat ein smartes Mikropartikel entwickelt, mit dem defekte Teile in Elektrogeräten durch Leuchtsignale schneller und einfacher identifiziert werden können. Langfristig ermöglicht das einfachere Reparaturmaßnahmen und trägt zu einer längeren Lebensdauer der Geräte bei.

Um defekte Bauteile eines Geräts zu identifizieren, werden an den einzelnen Bestandteilen sogenannte Suprapartikel angebracht. Diese sind zwischen einem und zehn Mikrometer groß und geben unter Schwarzlicht mit blauen, grünen und roten Leuchtsignalen Auskunft über die Identität und die Temperaturhistorie des Bauteils – also welchen Temperaturen das spezifische Teil in der letzten Zeit ausgesetzt war. Damit kann noch im zusammengebauten Zustand überprüft werden, welche Teile defekt sind. Das Signalverhältnis zwischen grün und rot leuchtenden Bausteinen bestimmt die Identität des Bauteils. Die maximale Temperatur kann am Signalverhältnis blauer und grüner Partikel abgelesen werden. Wird eine bestimmte Grenztemperatur überschritten, nimmt das blaue Signal irreversibel an Intensität ab – ein überhitztes und damit meist beschädigtes Mikrobauteil erkennt man zum Beispiel also an einem schwächer leuchtenden blauen Signal. Die entwickelten Partikel vereinfachen und beschleunigen also die Reparatur komplexer Elektrogeräte und machen diese länger nutzbar.

Die Suprapartikel bestehen wiederum aus organischen und anorganischen Nanopartikelbausteinen, die erst in Kombination ihre Information kommunizieren können. Die Struktur und die Mengenverhältnisse der Nanopartikel bestimmen die Identitätssignale und die Temperaturempfindlichkeit. Durch eine Veränderung der Zusammensetzung des smarten Mikropartikels kann so die Temperaturempfindlichkeit und das Identitätssignal spezifisch an das Produkt angepasst werden.

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