Magnetfeldsensoren stecken in Smartphones, Autos, Spielekonsolen oder Sicherheitssystemen. Sie messen Bewegungen, Positionen und Abstände. Milliarden dieser winzigen Bauteile werden jedes Jahr produziert. Das ist ein Problem, denn viele enthalten Materialien wie Nickel oder Kobalt, die Umwelt und Gesundheit belasten können. Ein Forschungsteam am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) beweist nun, dass es auch nachhaltiger geht.
Die Forschenden stellen in der Fachzeitschrift Nature Communications eine neue Art von Magnetfeldsensor vor. Die Grundzutaten wirken überraschend einfach: Eisen, Eisenoxid, Zellulose, Stärke und Bienenwachs. "Eisen oder Zellulose kennt die Menschheit seit Jahrhunderten", sagt Lin Guo, der das Projekt im Rahmen seiner Doktorarbeit entwickelt. "Die Herausforderung besteht darin, aus diesen nachhaltigen Materialien einen Sensor mit brauchbarer Leistung zu entwickeln."
Die Dresdner Entwicklung passt zu einem weltweiten Trend in der Elektronikforschung: Geräte sollen leistungsfähig bleiben, gleichzeitig aber nachhaltiger und leichter recycelbar werden. Forschende sprechen dabei von "grüner Elektronik" oder biologisch abbaubaren elektronischen Systemen. Besonders bei Magnetfeldsensoren gilt das als schwierig, weil bisher oft problematische Metalle wie Nickel oder Kobalt eingesetzt werden.
Sensoren, die sich auflösen
Besonders ungewöhnlich ist der Umgang mit dem Lebensende der Bauteile. Die Sensorschicht ist in biologisch abbaubare Materialien wie Zellulose oder Stärke eingebettet. Eine Hülle aus Bienenwachs oder anderen Naturstoffen schützt vor Feuchtigkeit und bestimmt zugleich, wie lange der Sensor stabil bleibt. "Über die Verkapselung können wir steuern, wie lange ein Sensor stabil bleibt", sagt Guo. Löst sich die Hülle später auf, bleibt vor allem oxidiertes Eisen zurück. "Das ist im Grunde genommen Rost", erklärt Makarov. Potenziell problematische Nickel- oder Kobaltverbindungen kommen in dem Konzept bewusst nicht vor.
Die Technologie ist bereits lizenziert. Das Team arbeitet nun an konkreten Anwendungen, etwa für medizinische Einwegprodukte, intelligente Verpackungen oder Sensorsysteme in der Landwirtschaft. Es wäre überall dort eine Lösung, wo Elektronik nur für begrenzte Zeit gebraucht wird und anschließend möglichst ressourcenschonend verschwinden soll.
Originalpublikation:
L. Guo, R. Xu, P. T. Das, E. S. Oliveros-Mata, X. Peng, O. V. Pylypovskyi, R. Hübner, F. Ganss, X. Wang, Y. Li, S. Gepp, Y. Zabila, X. Bao, S. Li, Q. Zhang, I. Veremchuk, Ž. Janićijević, L. Baraban, C. Voigt, S. Mosch, O. Gutfleisch, R.-W. Li, D. Makarov: Eco-sustainable magnetoresistive sensors towards disposable magnetoelectronics, in Nature Communications, 2026
