TU Dresden: Nachhaltige Leiterplatten für eine kreislauffähige Elektronik

Rund 62 Millionen Tonnen Elektroschrott fallen weltweit jedes Jahr an – ein Großteil davon, etwa 60 Prozent, besteht aus gedruckten Leiterplatten. Sie sind Bestandteil fast jedes elektronischen Geräts, vom Smartphone bis zum Computer, und verbinden die in ihnen verwendeten elektronischen Komponenten. Herkömmliche Leiterplatten bringen zwei Probleme mit sich: Sie werden aus nicht-nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und sie lassen sich nur mit großem Aufwand recyclen. Im Forschungsprojekt „UnbeLEAFable“ setzt Dr. Hans Kleemann von der TU Dresden auf eine alternative Lösung: Mithilfe biobasierter Materialien und inspiriert von der Struktur natürlicher Blattskelette entwickelt sein Team nachhaltige Leiterplatten für eine kreislauffähige Elektronik.

Die Innovation dieser Forschung liegt darin, dass die Syntheseleistung der Natur als Vorbild dient, um zur Lösung eines menschengemachten Problems beizutragen. Das filigrane Gefäßsystem der Blätter wird als natürliches Gerüst genutzt und mit biobasierten Kunststoffen aufgefüllt. So entsteht ein neuartiges Material für nachhaltige Leiterplatten, die die herkömmlichen Bauteile ersetzen können. Gelingt dies, kann das Projekt einen großen Beitrag zu einer fossilfreien Zukunft leisten. Bei der Herstellung würden einerseits weniger Energie und keine fossilen Rohstoffe benötigt werden und andererseits wären die entstehenden Leiterplatten biologisch abbaubar, so dass sich die übrigen Komponenten wiederverwenden lassen. Der mit 500.000 Euro dotierte Joachim Herz Preis ermöglicht es Kleemann, seine Forschungsarbeit so weit voranzutreiben, bis ein Prototyp entwickelt ist, der im nächsten Schritt von der Industrie übernommen werden und in die Anwendung gehen könnte.

„Ich freue mich außerordentlich über den Joachim Herz Preis 2025. Damit zeichnet die Herz Stiftung nicht nur den innovativen und interdisziplinären Charakter meiner Forschungsaktivitäten aus, sondern hebt auch insbesondere den Transformationsgedanken hervor. Das geförderte Projekt gibt uns nun die Möglichkeit nicht nur recyclebare Leiterplatten aus natürlichen Blättern zu entwickeln, sondern auch vielfältige material- und prozessspezifische Aspekte hin zu einer vollständigen Kreislaufwirtschaft völlig neu zu erforschen. Ich freue mich auf spannende Jahre der Forschung und Entwicklung, und hoffe, dass die bio-basierten Materialkonzepte, die von uns erfunden wurden, einen echten Beitrag zur grünen Transformation unserer Wirtschaft liefern können“, so Kleemann.

Am Institut für Angewandte Physik und dem Integrated Center for Applied Physics und Photonic Materials der TUD leitet er die Gruppe „Organic Devices and Systems“. Mit seinem Team geht er der Frage nach, wie elektronische Systeme nachhaltig gestaltet werden können. Dabei erstrecken sich seine Arbeiten von fundamentalen physikalischen und materialwissenschaftlichen Fragenstellungen, über prozesstechnische Forschung bis hin zur Systemintegration und Methoden des neuromorphen Rechnens. Im April 2025 wurden Vorarbeiten für sein Forschungsprojekt „UnbeLEAFable“ mit einem EXIST-Gründungsstipendium des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWE) ausgezeichnet.

Der Joachim Herz Preis

Die Joachim Herz Stiftung zeichnet mit dem Joachim Herz Preis herausragende Wissenschaftler:innen aus, die mit interdisziplinären Ansätzen Impulse für eine nachhaltige Zukunft geben. Der mit 500.000 Euro dotierte Forschungspreis prämiert Vorhaben von Forschenden in einer frühen Karrierephase, die ihre Forschung vertiefen möchten oder den Transfer ihrer Forschungsvorhaben in die praktische Anwendung verfolgen. Teil der Förderung ist die Finanzierung einer mehrtägigen Konferenz, die von den Preisträger:innen zur Unterstützung ihres Vorhabens geplant und gemeinsam mit der Joachim Herz Stiftung durchgeführt wird. Der Joachim Herz Preis wird jährlich abwechselnd in den Naturwissenschaften und Wirtschaftswissenschaften vergeben.

Kontakt

Dr. Hans Kleemann
Institut für Angewandte Physik
Integrated Center for Applied Physics und Photonic Materials
TU Dresden
Tel.: +49 351 463-43379
E-Mail: hans.kleemann1@tu-dresden.de 

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Foto: IAP/TUD