Neue Methode verbessert Leitfähigkeit von PEDOT:PSS für Biosensoren

18.07.2025

Flexible Sensoren, die direkt auf der Haut getragen werden können, gelten als Schlüsseltechnologie für die personalisierte Medizin. Dafür sind Materialien nötig, die biokompatibel, elektrisch leitfähig und mechanisch dehnbar sind – Anforderungen, die schwer zu vereinen sind. Ein Forschungsteam am Max-Planck-Institut für Polymerforschung hat nun einen Ansatz entwickelt, der genau dies ermöglicht.

Bild: Die Grafik zeigt, wie kleine Teilchen aus dem Untergrund in eine dehnbare Schicht wandern; Copyright: MPI-P

Ziel der Forschung ist die Entwicklung dehnbarer, elektrisch leitfähiger Polymere wie PEDOT:PSS für medizinische Anwendungen auf der Haut – zum Beispiel in Biosensoren zur Gesundheitsüberwachung.

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Grundlage ist das leitfähige Polymer PEDOT:PSS, das für seine Flexibilität, Transparenz und Hautverträglichkeit bekannt ist. Die Forschenden nutzen ein Transferdruckverfahren, bei dem sich Weichmacher gezielt aus einem Substrat in die leitfähige Polymerschicht übertragen lassen. Das Ergebnis:

Erhöhte elektrische Leitfähigkeit

Verbesserte Dehnbarkeit

„Die in den Substraten enthaltenen Weichmacher diffundieren in das leitfähige Polymer, wodurch sowohl die elektrische Leistung als auch die mechanischen Eigenschaften verbessert werden“, erklärt Carla Volkert, Doktorandin und Erstautorin der Studie.

Das Verfahren bietet nicht nur praxisnahe Vorteile, sondern auch Einblicke in das strukturelle Verhalten dehnbarer leitfähiger Materialien.

Analyse: Selbstanordnung unter Dehnung

Die Studie basiert auf einer Kombination unterschiedlicher Analyseverfahren:

Elektrische Charakterisierung

Mikroskopische Bildgebung

Rasterkraftmikroskopie

Raman-Spektroskopie

„Unsere Methode verbessert gleichzeitig die Dehnbarkeit und elektrische Leitfähigkeit von PEDOT:PSS – ein wichtiger Schritt hin zu hautnah tragbaren Biosensoren“, so Ulrike Kraft, Leiterin der Forschungsgruppe Organische Bioelektronik.

Perspektiven für die Medizintechnik

Das Verfahren liefert Grundlagen für die Entwicklung von:

Flexiblen EKG-Elektroden

Hautnah tragbaren Biosensoren zur Erkennung von Biomarkern wie Stresshormonen

Im nächsten Schritt soll die Methode auf die konkrete Herstellung und Erprobung dehnbarer Biosensoren ausgeweitet werden. Die Ergebnisse sind ein wichtiger Beitrag zur Weiterentwicklung weicher Elektronik in der medizinischen Diagnostik.

COMPAMED.de; Quelle: Max-Planck-Institut für Polymerforschung

Mehr über das MPIP unter: www.mpip-mainz.mpg.de