Die Technische Universität Dresden (TUD) hat einen bedeutenden Erfolg gefeiert: Dr. Hans Kleemann wurde mit dem Joachim Herz Preis 2025 ausgezeichnet. Diese prestigeträchtige Ehrung wird verliehen für seinen innovativen Forschungsansatz im Bereich biobasierter und recyclebarer Leiterplatten. Das Preisgeld beläuft sich auf beeindruckende 500.000 Euro, was die Auszeichnung zu einem der höchstdotierten Wissenschaftspreise weltweit macht. Die Preisverleihung findet am 30. September 2025 in Hamburg statt, und Kleemann plant, das Geld zu nutzen, um seine Forschung in Richtung der Entwicklung eines Prototyps voranzutreiben. Er leitet die Gruppe „Organic Devices and Systems“ am Institut für Angewandte Physik der TUD und lässt dadurch seine umfassenden Kenntnisse in nachhaltiger Gestaltung elektronischer Systeme einfließen.
Das Forschungsprojekt „UnbeLEAFable“ zielt darauf ab, neuartige Materialien für Leiterplatten zu entwickeln, die die herkömmlichen, umweltschädlichen Alternativen ersetzen können. Jährlich fallen weltweit rund 62 Millionen Tonnen Elektroschrott an, von denen ein erheblicher Anteil auf unsachgemäß recycelte Leiterplatten entfällt. Herkömmliche Leiterplatten bestehen aus nicht-nachwachsenden Rohstoffen und sind aufgrund ihrer komplexen Materialzusammensetzung schwierig zu recyceln. Diese Problematik wird durch Kleemanns Arbeit adressiert, die darauf abzielt, die Umweltbelastung durch den Elektronikschrott erheblich zu reduzieren.
Nachhaltige Ansätze und Materialien
Ein zentraler Aspekt der Arbeit von Kleemann ist die Entwicklung einer nachhaltigen Leiterplatte aus pflanzenbasiertem Substrat. Diese innovative Lösung könnte nicht nur den Elektroschrott verringern, sondern auch einen positiven Einfluss auf das Klima haben. Forscher:innen der TUD haben herausgefunden, dass das Substrat der Leiterplatten oft bis zu 60 % der Masse ausmacht und somit einen Großteil der Recyclingproblematik auslöst. Übliche Materialien bestehen aus nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen oder Glasfasern, die mit Epoxidharz verstärkt sind.
Ein neues Substrat, das aus Magnolienblättern hergestellt wird, bietet eine vielversprechende Alternative. Die Idee zur Nutzung von Blattskeletten entstand, als der Forscher Rakesh Nair auf einen Magnolienbaum blickte. Bei der Herstellung des Substrats wird Lignocellulose verwendet, die in Kombination mit biologisch abbaubaren Polymeren wie Ethylcellulose behandelt wird. Zusätzlich wird eine Chitosan-Beschichtung eingesetzt, um die Haftung für leitfähige Tinten zu verbessern. Das Ergebnis ist ein flexibles, lichtdurchlässiges und kompostierbares Substrat, das hitzebeständig ist und konventionellen Fertigungsmethoden entspricht.
Globale Relevanz und Ausblick
Die Herausforderungen in der Elektronikbranche sind enorm. Im Jahr 2022 wurden weltweit über 62 Millionen Tonnen Elektroschrott produziert, jedoch wurde weniger als ein Fünftel davon recycelt. Eine der Hauptursachen ist das lineare Produktionsmodell, das recyclebare Materialien ausschließt und zur Ablagerung in Deponien beiträgt. Der ökologische Fußabdruck der Elektronikindustrie wird zunehmend kritisch betrachtet, und es ist klar, dass grundlegende Reformen notwendig sind. Unternehmen wie Apple, Cisco und Dell setzen bereits auf zirkuläre Ansätze und Recyclingprogramme, aber kleine und mittlere Unternehmen stehen vor erheblichen Herausforderungen bei der Umsetzung nachhaltiger Praktiken.
Die Forschung von Dr. Hans Kleemann könnte somit einen entscheidenden Beitrag zur Transformation dieser Industrie leisten. Angesichts der zunehmenden Erwartungen von Regierungen und Verbrauchern an umweltfreundliche Produkte ist die Entwicklung neuer, nachhaltiger Materialien von großer Bedeutung. Investitionen in umweltfreundliche Materialien und Kreislaufproduktion sind essenziell, um den ökologischen Fußabdruck der Elektronik zu verringern. Die Entwicklungen, die Kleemann initiiert, könnten nicht nur die Elektronikindustrie revolutionieren, sondern auch einen grundlegenden Wandel in der Art und Weise, wie Produkte entworfen und hergestellt werden, ermöglichen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Bedeutung von Nachhaltigkeit in der Elektronikbranche nicht mehr ignoriert werden kann. Die Initiativen von Wissenschaftler:innen wie Hans Kleemann tragen dazu bei, den Weg zu einer umweltfreundlicheren Zukunft zu ebnen.
Technische Universität Dresden berichtet, Pflanzenforschung.de berichtet, Elektronik-News berichtet.
