Weißt Du, was Organische Elektronik ist?

Wenn Du ein treuer Leser von du-bist-grossartig.de bist, weißt Du wahrscheinlich bereits, dass ich Bücher liebe, die mich in Welten entführen, die ich noch nie zuvor gesehen habe.

Ralf Otte: Maschinenbewusstsein. Die neue Stufe der KI – wie weit wollen wir gehen?,

ist eines dieser Bücher. Erst kürzlich habe ich dank dieses Autors gelernt, dass Roboter aus lebendigen Zellen noch keinen eigenen Willen haben. Heute werden wir dank dieses Autors in die Welt der Organischen Elektronik eintauchen.

Was ist Organische Elektronik?

Zu meiner großen Freude brauche ich die Antwort auf diese Frage nicht groß zu recherchieren, da unser Autor diese uns bereits in seinem Buch gibt:

„Organische Elektronik ist ein Fachgebiet der Elektronik, das elektronische Schaltungen aus elektrisch leitfähigen Polymeren oder organischen Kohlenstoffverbindungen verwendet.“

S. 188.

Obwohl Ralf in der Lage ist, diesen Begriff in nur einem Satz zu erklären, kann ich mit seiner Erklärung nichts anfangen, da es mir wieder einmal an dem notwendigen Grundwissen mangelt. Ich habe keine genaue Vorstellung davon, was elektrisch leitfähige Polymere oder organische Kohlenstoffverbindungen sind. Lass uns doch Mal schauen, ob wir diese Wissenslücken im Rahmen einer kleinen Recherche füllen können.

Was sind elektrisch leitfähige Polymere?

Meine Suche nach elektrisch leitfähigen Polymeren hat mich zu diesem tonlosen YouTube Video geführt, an dessen Ende ich kein Stück schlauer war als vorher, da mir das Wissen fehlte, was Polymere sind. Zum Glück hat das Team vom Duden ein YouTube Video erstellt, in welchem diese Frage wie folgt beantwortet wird:

„Kunststoffe bestehen aus sogenannten Polymeren.“

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Mit dem Thema Kunststoffe haben wir uns in der Vergangenheit schon einmal beschäftigt und gelernt, dass es Kunststoffe gibt, die sich gut einfrieren lassen und Kunststoffe, die die Temperaturen des Tiefkühlens nicht ganz so gut vertragen.

Die Kunststoffe, die unser Autor in seiner Definition verwendet, haben die Eigenschaft, dass sie Strom leiten können. Diese Kunststoffe sind also nicht identisch mit jenen, die unsere Stromkabel umgeben, weil sie keinen Strom leiten.

Was sind organische Kohlenstoffverbindungen?

In Sachen organische Kohlenstoffverbindungen gibt uns unser Autor eine hilfreiche Erläuterung:

„Organische Elektronik basiert auf organischen Materialien, letztlich auf Kohlenstoff – aus dem auch wir Menschen bestehen.“

S. 188.

Zusammen mit den Informationen über Kohlenstoffe auf der Webseite Chemie.de ist es mir gelungen, eine grobe Vorstellung davon zu gewinnen, was es mit organischen Kohlenstoffverbindungen auf sich hat. Kohlenstoff ist das chemische Element, das mit dem Zeichen C im Periodensystem dargestellt wird. Sobald sich dieses Element mit einem anderen Element verbindet, sprechen wir von einer Kohlenstoffverbindung. Eine organische Kohlenstoffverbindung haben wir, sobald diese Verbindung Teil eines Lebewesens ist. Der Witz daran ist, dass laut Wikipedia eine organische Kohlenstoffverbindung auch dann noch organisch ist, wenn der Organismus, zu dem sie gehört, bereits tot ist. Das ist der Grund dafür, dass auch Erdöl, das aus lauter totem und lange verwestem Stoff besteht, eine organische Kohlenstoffverbindung ist.

Das ist organische Elektronik

Da wir nun wissen, was es mit den elektrisch leitfähigen Polymeren und den organischen Kohlenstoffverbindungen auf sich hat, werfen wir nun noch einmal ein Blick auf die Definition unseres Autors, um zu sehen, ob wir nun verstehen, was er uns mit dieser sagen will:

„Organische Elektronik ist ein Fachgebiet der Elektronik, das elektronische Schaltungen aus elektrisch leitfähigen Kunststoffen oder Kohlenstoffverbindungen von lange toten oder noch lebenden Organismen verwendet.“

Okay, jetzt verstehe ich, was uns unser Autor sagen möchte. Ich weiß nicht, wie es Dir geht, aber irgendwie entzaubert das gerade gesammelte Wissen in meinen Augen die Organische Elektronik. Dinge, die aus Strom leitenden Kunststoffen und lange verwesten Dingen bestehen, finde ich nicht sonderlich faszinierend.

Dennoch möchte ich an meinem ursprünglichen Plan festhalten und im Folgenden einen genaueren Blick auf die Dinge werfen, die unser Autor als Beispiele der Organischen Elektronik benennt. Wer weiß, vielleicht befindet sich darunter ja eine Sache, die meine Faszination für das Thema wieder erwecken kann.

OLED – Organische Fernsehbildschirme

Das stumme YouTube Video, das uns in die Welt der elektrisch leitfähigen Polymere eingeweiht hat, zeigt ab Minute 2 und 50 Sekunden wie genau ein OLED-Bildschirm im Vergleich zu einem LCD-Bildschirm aufgebaut ist. Für mich ist die Darstellung ein wenig zu hoch, daher habe ich dieses speziell an Fernsehkaufwillige gerichtete YouTube Video genutzt, um zu verstehen was genau ein OLED-Bildschirm ist und welche Vorteile und Nachteile er hat:

• OLED steht für Organic Light Emittig Diode.
• Bei einem OLED-Display kann jede Diode für sich allein Licht ausstrahlen.
• OLED-Displays stellen Schwarz besser dar, da in schwarzen Bereichen die Dioden einfach aus sind.
• OLED-Displays sind dünner als LCD-Displays, weil die Dioden Leuchten und keine Hintergrundbeleuchtung benötigt wird.

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Neben den Vorteilen einen OLED-Displays gibt es einen Nachteil: Diese Art von Bildschirmen hat eine geringere Lebensdauern. Der Grund hierfür lautet laut der Webseite riverdi wie folgt:

„Die organischen Materialien in OLED-Displays können sich im Laufe der Zeit abbauen, wodurch sich die Lebensdauer des Bildschirms verringert.“

Organische Solarzellen

Klassische Solarzellen sind aus Silizium, sprich aus Glas. Glas hat den Nachteil, dass es schwer ist. Klassische Solarzellen können nur da angebracht werden, wo der Untergrund stabil genug ist. Anders sieht es mit organischen Solarzellen aus, wie dieses YouTube Video der Deutschen Welle zeigt. Solarzellen aus organischem Material können auf Kunststofffolien aufgebracht werden und sind damit leicht genug für fast jede Oberfläche. Aktuell sind diese Solarzellen allerdings weniger effizient und weniger langlebig als ihre anorganischen Kollegen.

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Organische Sensoren

Da ich eine Zeitlang gern kleine Roboter gebaut habe, weiß ich, dass Sensoren Bauteile sind, mit deren Hilfe Roboter zum Beispiel Licht oder Geräusche wahrnehmen können. Dank unseres Autors habe ich gelernt, dass Sensoren auch zum Messen von Druck und Temperatur genutzt werden.

Auf der Webseite des innovationlabs erfahren wir, dass klassische Sensoren genau wie Solarzellen aus Materialien wie Silicium bestehen. Organische Sensoren können genau wie Solarzellen einfach auf Folien oder andere Trägermaterialien gedruckt werden.

Organische Kameras

Laut unseres Autors gehören organische Kameras fast schon wieder zum alten Eisen:

„Panasonic, Samsung, Sony und viele andere Hersteller haben mittels einer organisch aufgebauten fotoleitenden Schicht (Organic Photocunductive Film) diese neue Generation von Sensoren bereits vor Jahren vorgestellt.“

S. 188.

Da er nicht erwähnt, welche Vorteile Kameras mit organischen Bauteilen bieten, habe ich mich auf einer der Webseiten eines der von ihm erwähnten Hersteller schlau gemacht. Panasonic preist in diesem Beitrag einen organischen Kamera Sensor an. Da organische Kamerasensoren dünner sind und ohne Zeitverzögerung „beschrieben“ werden können, sind die in der Lage, mehr Licht einzufangen und selbst wirklich schnell bewegte Objekte wie die Rotorblätter eines Helikopters ohne Verzerrung darzustellen.

DNA-Speicher

Alle organischen Technologien, die wir uns bis jetzt angeschaut haben, leiden unter dem Manko, dass sie nicht sehr lange leben. Das ist so wie bei einem Menschen. Mit dessen Geburt ist auch sein Tod gewiss. Allerdings gibt es in jedem Menschen etwas Unsterbliches: Seine DNA. Wenn es einem Menschen vor seinem Tod gelingt, ein Kind zu zeugen, hat er gute Chancen, dass Teile seiner DNA ihn überdauern werden.

Genau diesen Umstand machen sich DNA-Speicher zu Nutze. Laut unseres Autors besteht die Möglichkeit, Daten hunderte Jahre lang in Pflanzen-Samen zu speichern. Dies Speichern von Daten in DNA ist längst keine Zukunftsmusik mehr. Unser Autor schreibt, dass Microsoft und Twist Bioscience bereits 1 Gigabite an Daten in DNA gespeichert haben. Das Buch unseres Autors ist 2021 erschienen. Seitdem waren Forscher in Sachen DNA-Speichermedien fleißig, wie dieser Bericht über Forscher zeigt, die daran arbeiten, die Bausteine der klassischen DNA zu erweitern.

Fazit

Organische Elektronik ist keine mystische Zukunftstechnologie. An einigen Stellen hat sie in Form von OLED-Displays schon Einzug in unseren Alltag gehalten, an anderen Stellen wird sie dies wahrscheinlich noch tun. Nach dem, was ich heute gelesen habe, habe ich das Gefühl, dass sich in diesem Bereich noch einiges tun wird. Das Einzige, was mir tatsächlich Kopfzerbrechen bereitet, ist die Geschichte mit den DNA-Speichermedien. Das Forscher beginnen, mit den Bausteinen der DNA zu spielen, löst in mir Sorgen aus, die ich nur schwer in Worte fassen kann.

An dieser Stelle bin ich neugierig: Nutzt Du in Deinem Alltag bereits Organische Elektronik? Wie stehst Du zu der Idee, Daten in DNA speichern zu können?