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Das Team der Binghamton University hinter „Papertronics“, papierbasierten elektronischen Geräten, die einen umweltfreundlicheren Ansatz für Einwegsensoren und dergleichen bieten, hat von der National Science Foundation (NSF) einen Zuschuss in Höhe von 400.000 US-Dollar erhalten, um das Konzept weiterzuentwickeln.

„Bei allen bisherigen Arbeiten mit papierbasierten Leiterplatten mussten handelsübliche elektronische Komponenten verwendet werden“, erklärt Seokheun (Sean) Choi, Professor an der Fakultät für Elektrotechnik und Computertechnik des Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science Leiter des Papertronics-Projekts. „Für eine vollständig papierbasierte Elektronik macht das keinen Sinn. Wir wollen diese Komponenten durch papierbasierte Kondensatoren, Register und Transistoren ersetzen.“

Der Zuschuss soll zur Finanzierung von Forschungen zu erweiterten Einsatzmöglichkeiten und zur Skalierung einer Technologie verwendet werden, die in einem im Oktober letzten Jahres veröffentlichten Artikel demonstriert wurde. „Integrierte Papertronics“-Geräte zielen hauptsächlich auf Einwegelektronik wie medizinische Sensoren ab und werden durch Drucken und Schmelzen von Wachs auf Papier, Hinzufügen von Tinten und siebgedrucktem Silber sowie anschließend eines Elektrolyten hergestellt, um Teile in aktive Komponenten umzuwandeln.

Das Team hinter der Oktober-Veröffentlichung demonstrierte das Potenzial der Technologie mit einer Reihe funktionaler Papertronic-Geräte – einschließlich eines funktionierenden Verstärkers, der Widerstands-, Transistor- und Superkondensator-Geräte kombinierte. Nach dem Test wurde der Verstärker zu Asche verbrannt – es blieben keine der schädlichen Materialien zurück, die normalerweise mit herkömmlicher Elektronik verbunden sind.

„Mein langfristiges Ziel ist es, ein grünes und erneuerbares elektronisches System zu schaffen. In diesem Sinne ist dieses Projekt der nächste logische Schritt“, behauptet Choi. „Die Ideen und Beobachtungen in meiner Forschungsgruppe machen uns zu einem führenden Anbieter von papierbasierten Biobatterien und energieautarken, papierbasierten Biosensoren. Ich werde mein gesamtes Fachwissen, Wissen und meine Erfahrungen integrieren, um ein vollständig papierbasiertes System zu schaffen.“ "

Allerdings sind Choi und seine Kollegen nicht die einzigen, die einen Umstieg auf Papier für zukünftige Elektronik untersuchen. Im November letzten Jahres demonstrierte ein Team der Nanyang Technological University eine Möglichkeit, Altpapier in ein Material für die Verwendung in Lithium-Ionen-Batterien mit hoher Kapazität umzuwandeln; Im September entwickelten Forscher des Indian Institute of Science (IISc) und der Pandit Deendayal Energy University einen Drucksensor aus Schichten von glattem und gewelltem Zellulosepapier, die mit Zinnmonosulfid beschichtet waren. und im März dieses Jahres stellten Wissenschaftler der Universität von São Paulo (USP) einen Sensor zum Nachweis von Pestiziden auf essbaren Früchten vor, der aus im Siebdruckverfahren mit Kohlenstoffelektroden bedrucktem Kraft- oder Pergamentpapier hergestellt wurde.

„Bei unserer vorherigen Arbeit wollten wir papierelektronische Komponenten entwickeln – das war unser Schwerpunkt, und wir verwendeten giftige Materialien oder was auch immer funktionierte“, sagt Choi über frühere Arbeiten und darüber, wie sich die durch Zuschüsse finanzierte Erweiterung unterscheiden wird. „Aber jetzt möchte ich auch für die Herstellung der kleinen Bauteile biologisch abbaubare Materialien verwenden.“

„Dieses NSF-Projekt zielt darauf ab, eine Einweg- und umweltfreundliche Geräteplattform zu schaffen, indem ein vollständig papierbasiertes System durch Systemintegration papierbasierter elektronischer Komponenten in die Papier-PCB entwickelt wird“, stellt die NSF in ihrer Zusammenfassung der Auszeichnung fest. „Wir gehen davon aus, dass die vorgeschlagene Innovation eine neuartige Strategie bieten wird, die die Herstellung und Anwendungen von Einweggeräten der nächsten Generation revolutioniert.“

Weitere Informationen zu den Bedingungen des Zuschusses finden Sie auf der NSF-Website.