FachPack 2019

•••2••• Innovationen Invisible tags: using light for writing Physicists at TU Dresden developed new method of storing information in transparent plastic foils In the beginning, these molecules are in an inactive, dark state. By locally using ultraviolet irradia- tion, it is possible to turn this dark state into an active, luminescent one. By mask illumination or la- ser writing, activated patterns can be printed onto the foil with a resolution that is comparable to common laser printers. Similar to glow-in-the-dark stickers, the pat- terns can be brought to shine and the imprinted information can be read. By illuminating with infrared light, the tag is erased completely and new data can be written into it. The working principle of these programmable transparent tags is based on the well-known oxy- gen molecule. Oxygen is present in the plastic foil and steals the light energy from the glowing molecules. Ultraviolet radiation induces a chemical reaction which efficiently removes the oxygen from the layer. In consequence, the luminescent molecules are ac- tivated and are able to emit light. The deactivation process using in- frared light is based on a tempera- ture rise of the foil, leading to an increased oxygen permeability and therefore a refilling of the layer with oxygen. Lowmaterial costs These novel tags can be manu- factured in any size. The low ma- terial costs of less than two euro per square metre promise a wide range of possible applications: In- formation such as barcodes, serial numbers or addresses can be hid- den for on-demand readout only. These invisible tags could propel document security and anti-coun- terfeiting to a whole new level. Prof. Reineke is already think- ing further ahead: “Those invis- ible and re-writable tags can be used in a multitude of ways. We can manufacture such tags thin- ner than conventional barcode stickers. These tags can become a versatile alternative to many frequently technology-laden solu- tions for information exchange in our daily life. These luminescent tags make electronics obsolete at the location, where the informa- tion is stored. The development and optimisation of such systems open a broad research field bring- ing together material develop- ment, process engineering, and fundamental research in an inter- disciplinary fashion.” The Light-Emitting and eXcitonic Organic Semiconductor (LEXOS) group is part of the Dresden Inte- grated Center for Applied Physics and Photonics Materials (IAPP) and the Institute of Applied Phys- ics of the Technische Universität Dresden and led by Prof. Sebas- tian Reineke. One of its foci is the investigation of excitonic and lu- minescent systems covering or- ganic and other related emerging materials. The group has strong expertise in the optical spectros- copy of such systems. One cur- rent example is the investigation of organic biluminescence, where luminophores show both fluores- cence and phosphorescence at room temperature. The LEXOS group Further, the LEXOS group has long-standing expertise in the research and development of organic light-emitting diodes (OLEDs). The current OLED re- search comprises stack and con- cept development, devices optics, charge transport and recombina- tion studies, long-term stability investigations, material develop- ment, and device integration. A luminescent tag, contactless printed onto a plastic foil. The light emitting layer is thinner than a human hair. The imprint can be erased and replaced by another pattern. Photo: M. Gmelch and H. Thomas, TU Dresden Weniger Treibhausgas-Emissionen bei Wurstverpackungen Fraunhofer-Forscher vergleichen den Carbon Footprint von Clipverschlüssen mit anderen Verpackungslösungen Umweltfreundliche Verpackun- gen werden vor dem Hintergrund des neuen deutschen Verpa- ckungsgesetzes und der Diskussi- on über Meeresmüll, Mikroplastik und zirkuläres Wirtschaften im- mer gefragter. Aber wie können ökologische Vorteile ermittelt werden? Fraunhofer UMSICHT hat im Auftrag eines Unternehmens verschiedene Verpackungen für Wurst ökologisch bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass durch die Wahl der Verpackung CO 2 -Emissio- nen eingespart werden. Mithilfe von Ökobilanzen wird der Carbon Footprint eines Pro- dukts entlang seines Lebenszyk- lus ermittelt und ermöglicht eine Aussage über seine Klimawirk- samkeit. Um in Erfahrung zu brin- gen, wie umweltfreundlich seine Verpackungslösungen sind, hat ein Zulieferer von Clipverschluss- Systemen Fraunhofer UMSICHT beauftragt, unterschiedliche Ver- packungen von Fleischwaren zu untersuchen und dazu Clipver- schluss-Lösungen mit Tray- und Tiefziehverpackungen sowie Spritzgussbechern für Fleischwa- ren miteinander zu vergleichen. Um den Carbon Footprint zu er- mitteln, wurden die Gewinnung der Rohstoffe bis hin zur fertigen Verpackungslösung in der öko- logischen Betrachtung inklusive der Entsorgung der Verpackung berücksichtigt. Verglichen wur- den die Verpackungslösungen basierend auf einer Vergleichs- einheit. Dazu wurde für Streich- wurstverpackungen die Verpa- ckung von 150 g Streichwurst und für Aufschnittverpackungen die Verpackung von 150 g Aufschnitt angenommen. Grundlage der Be- rechnung sind zunächst Gewicht, Materialien und Herstellungsver- fahren der Verpackungslösungen. Die Analyse der Materialien er- folgte per Infrarotspektroskopie und die Herstellungsverfahren der Verpackungskunststoffe wur- de mithilfe kommerzieller Ökobi- lanzdatenbanken abgebildet. „Für Aufschnitt können bei Ver- wendung der Clipverschluss- Lösung im Vergleich zu Tief- ziehverpackungen etwa 0,05 kg CO 2 -Äquivalente eingespart wer- den. Hochgerechnet auf den Ver- zehr von Aufschnitt in Deutsch- land ergibt das eine Einsparung von 4 090 Tonnen CO 2 -Äquivalen- te pro Jahr und entspricht etwa 30 000 gefahrenen Auto-Kilome- tern“, sagt Nils Thonemann aus der Abteilung Nachhaltigkeits- und Ressourcenmanagement beim Fraunhofer UMSICHT. „Im Fall der Verpackung von Streich- wurst werden bei Nutzung der Clipverschluss-Lösung bis zu 0,04 kg CO 2 -Äquivalente pro Ver- gleichseinheit und 3 270 Tonnen CO 2 -Äquivalente bezogen auf den deutschen Gesamtkonsum an Streichwurst pro Jahr einge- spart.“ „Wir hatten erwartet, dass unse- re Verpackungslösungen Umwelt- vorteile haben. Durch die Studie können wir diese erstmals für un- sere Kunden quantifizieren“, sagt Kristian Blomqvist, Vice President Sales and Marketing des Anbie- ters von Clipverschlüssen. Bis zu 81 Prozent weniger Treibhausgas-Emissionen bei der Clipverschluss-Lösung im Vergleich zur Tiefziehver- packung für Aufschnitt Foto: Poly-clip System GmbH Co.KG Continued from page 1