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Avvicinare i prodotti intelligenti connessi di nuova generazione mediante l’elettronica flessibile a basso costo

Le etichette elettroniche stampate potrebbero convertire gli oggetti quotidiani in dispositivi intelligenti, scambiando dati tra di loro in modalità wireless. Un progetto finanziato dall’UE si è occupato dei progressi materiali fondamentali necessari per le applicazioni del cosiddetto Internet delle cose (IdC), inizialmente nei settori degli imballaggi, della sanità e degli elettrodomestici.

Tecnologie industriali

Il numero di dispositivi connessi a internet, incluse le macchine e i sensori che costituiscono l’Internet delle cose, cresce a ritmo costante. Secondo le stime, entro il 2025 potrebbero essere presenti nel mondo circa 75 miliardi di dispositivi per l’IdC, che interesseranno tutti i settori, dai veicoli agli smartphone agli elettrodomestici per la cucina. Il settore dell’IdC potrebbe avere un impatto economico pari a oltre 11 mila miliardi di dollari USA nello stesso periodo. Ciò significa che l’accesso alle opportunità commerciali offerte dall’IdC potrebbe essere fondamentale per il mantenimento dell’innovazione nelle aziende. Il progetto NECOMADA, finanziato dall’UE, offre alle imprese un modo per rendere l’integrazione dell’elettronica in una vasta gamma di oggetti di uso quotidiano una realtà.

Uno sguardo oltre il silicone e i materiali convenzionali

«Uno dei principali obiettivi del progetto NECOMADA era di produrre etichette per la comunicazione in prossimità (NFC) e l’identificazione a radiofrequenza (RFID) al costo più basso possibile», osserva Neville Slack, direttore dello sviluppo commerciale presso il National Formulation Centre del CPI e coordinatore del progetto NECOMADA. Per raggiungere gli obiettivi del progetto, i partner hanno guardato oltre i metodi di fabbricazione e i materiali tradizionali dei chip. «Abbiamo esplorato materiali alternativi a quelli comunemente utilizzati nell’elettronica stampata, utilizzando ad esempio substrati leggeri e flessibili quali carta e plastica al posto del silicone. Per tagliare ulteriormente i costi, abbiamo ridotto la quantità di argento impiegata negli inchiostri e l’adesivo che collega i chip flessibili all’antenna», spiega Slack. Messo a confronto con materiali all’avanguardia, l’argento ha mostrato livelli accettabili di conduttività in presenza di carichi molto bassi (meno del 10 % in massa).

Attività dimostrative

NECOMADA ha testato materiali e processi su una linea pilota di elaborazione bobina a bobina situata presso il CPI. Lo stabilimento pilota ad accesso aperto, a disposizione dei partner industriali per testare le loro soluzioni innovative di prodotti e materiali, ha la capacità di assemblare sistemi complessi ai costi e rendimenti necessari per applicazioni su larga scala. Le applicazioni di riferimento iniziali per prodotti dimostrativi includevano etichette NFC e RFID. Come prova di concetto, i partner del progetto hanno prodotto 9 000 etichette NFC passive per prodotti di rapido consumo e 1 000 etichette NFC passive su superfici metalliche, queste ultime provviste di uno strato di ferrite per proteggere il campo magnetico. Inoltre, i partner hanno prodotto 200 etichette ultracompatte che combinano tecnologia NFC e RFID per elettrodomestici e 1 000 etichette NFC attive per prodotti farmaceutici, che registrano la temperatura nel tempo. «La nostra linea pilota è la prima a produrre soluzioni ultrasottili e flessibili, compatibili con piattaforme di produzione industriale su larga scala», aggiunge Slack.

Potenziale futuro

Nel complesso, il progetto si è concentrato sulla riduzione dei costi dei futuri dispositivi di IdC mediante lo sviluppo di nuovi inchiostri conduttivi e adesivi flessibili in grado di migliorare l’efficacia, la produttività e la velocità di produzione di elettronica stampata. «L’IdC è ormai una realtà e grazie a NECOMADA siamo ben posizionati per aiutare le imprese ad attingere dal suo potenziale». Slack conclude: «L’elettronica stampata e flessibile sarà un elemento chiave dei nuovi mercati. Le soluzioni sottili e flessibili sviluppate nell’ambito del progetto NECOMADA aprono la strada alla produzione di fonti di dati economiche e diffuse ovunque, per il rilevamento e il monitoraggio di una vasta gamma di applicazioni».

Parole chiave

NECOMADA, etichette, comunicazione in prossimità (NFC), Internet delle cose (IdC), elettronica stampata, identificazione a radiofrequenza (RFID), CPI, elettronica flessibile, inchiostro, adesivo

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