Nachfolger der Strichcodes: Billig druckbare Funk-Etiketten

Sunchon (Korea)/Houston (USA) - Wenn der Einkaufswagen an der Kasse nicht ausgepackt werden muss oder die Bibliothek auch die falsch eingeräumten Bücher wiederfindet - sind meistens Funketiketten im Spiel, so genannte RFID-Tags (Radio Frequency Identification). Die kleinen Schaltkreise geben Antwort, sobald sie angefunkt werden, ohne eine eigene Stromquelle zu brauchen. Jetzt konnten Forscher aus Korea und den USA einen Prozess entwickeln, die die Herstellung der Etiketten deutlich billiger und einsatzfähiger macht: Sie drucken die nötigen Schaltkreise mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen in der Tinte und einem Roll-to-Roll-Prozess auf Papier oder Kunststoff. Bisher basieren RFID-Etiketten auf Silizium, ähnlich wie Computerchips. Dass auch die gedruckten Kohlenstoff-Etiketten funktionieren, beweisen Tests mit ersten einfachen Varianten, schreiben die Forscher im Fachblatt "IEEE Transactions on Electron Devices". Ein Patent haben sie beantragt und arbeiten jetzt an einsatzfähigen Etiketten, die einst die Siliziumvarianten ersetzen sollen. Mit einer Marktreife rechnen sie in rund fünf Jahren.

"Bisher muss der Sender sehr nah am Etikett sein, aber die Entfernung wird jedes Mal ein bisschen größer", erklärt James Tour, Professor für Materialforschung, Ingenieurwesen und Computerwissenschaft an der texanischen Rice University. In seinem Labor hatte Gyou-jin Cho, Spezialist für gedruckte Elektronik an der Sunchon National University in Korea, während eines Gastaufenthaltes die neue Methode entwickelt. Das Team nutzte einwandige Kohlenstoffnanoröhrchen als leitfähige Bestandteile der Tinte, um damit Dünnfilmtransistoren zu drucken. Im Gegensatz zu anderen Forscherteams verwendeten sie aber keine Tintenstrahldrucker, sondern eine so genannte Roll-to-Roll-Technik, die mit dem Gravieren einer dann gekrümmten Druckform beginnt. Auf diese Weise lassen sich preisgünstig große Mengen in kurzer Zeit drucken, so dass die neuen Varianten der RFID-Etiketten tatsächlich bald die allgegenwärtigen Strichcodes ablösen könnten.

Die Funketiketten vereinen Antenne und einen einfachen Schaltkreis, der sie auf Radiowellen der richtigen Frequenz reagieren lässt. Diese liefern ihnen die Energie, eine einfache Antwort zurückzusenden, ohne selbst mit Batterien oder Kabeln versorgt zu sein. Im ersten Schritt entwickelten Cho, Tour und Kollegen ein Etikett mit nur einem Informationsbit, der sich im dreistufigen Prozess herstellen lässt und bei 13.56 MHz arbeitet. Derzeit ist eine Variante mit 16 Datenbits in Arbeit, die deutlich mehr Informationen speichern und freigeben kann. Außerdem arbeiten die Forscher an der Größe, die auf ein Drittel schrumpfen soll. Ebenfalls in Arbeit ist die Reichweite des Systems, die zum Auslesen von Einkäufen oder geordneten Waren mindestens einen Meter betragen sollte. Eine Reichweite von 300 Metern kann sogar das ganze Lager oder die Bibliothek im elektronischen Blick behalten.

RFID-Etiketten sind bereits seit den 1970er Jahre im Einsatz und heute durchaus verbreitet, von der unsichtbaren Markierung von Tieren bis zur Lagerhaltung, Diebstahlsicherung und Passkontrolle. Eine preiswerte Massenproduktion könnte allerdings helfen, die noch verbreiteteren Strichcodes zu ersetzen. Eine Gefährdung durch die verarbeiteten Nanoröhrchen sehen die Forscher nicht, da die Menge pro Etikett minimal sei und fest darin gebunden. Mit einer Marktreife rechnen sie in etwa fünf Jahren.