Łatwiejszy dostęp do inteligentnych, skomunikowanych urządzeń nowej generacji dzięki taniej, elastycznej elektronice
Liczba urządzeń podłączonych do Internetu, w tym maszyn i czujników tworzących Internet rzeczy, systematycznie rośnie. Szacuje się, że do 2025 roku na świecie może być już 75 miliardów urządzeń IoT – od pojazdów przez smartfony po sprzęty kuchenne. Wpływ ekonomiczny branży IoT może odpowiadać w tym samym okresie ponad 11 bilionom USD, co oznacza, że dostęp do komercyjnego potencjału IoT będzie miał kluczowe znaczenie dla firm, którym zależy na innowacyjności. Finansowany przez UE projekt NECOMADA oferuje firmom rozwiązanie, dzięki któremu integracja elektroniki z przedmiotami codziennego użytku staje się rzeczywistością.
Nie tylko krzem i konwencjonalne materiały
„Jednym z najważniejszych zadań projektu NECOMADA było wyprodukowanie jak najmniejszym kosztem znaczników NCF (ang. near-field communication) i RFID (ang. radio-frequency identification)”, zaznacza Neville Slack, menedżer ds. rozwoju biznesowego w ośrodku National Formulation Centre firmy CPI i koordynator projektu NECOMADA. By zrealizować cele projektu, uczestniczący w nim partnerzy starali się nie ograniczać do tradycyjnych metod i materiałów wykorzystywanych przy produkcji chipów. „Badaliśmy zamienniki materiałów, których używa się zazwyczaj w elektronice drukowanej. Na przykład zamiast krzemu zastosowaliśmy lekkie i elastyczne materiały podłożowe, takie jak papier i tworzywo sztuczne. Dalszą redukcję kosztów umożliwiło ograniczenie ilości srebra w tuszach i kleju łączącym elastyczny chip z anteną”, wyjaśnia Slack. W porównaniu z najnowocześniejszymi materiałami srebro okazało się wykazywać akceptowalną przewodność już w bardzo małych stężaniach (mniej niż 10 % masy).
Działania demonstracyjne
Uczestnicy projektu NECOMADA przetestowali materiały i procesy przy użyciu linii pilotażowej typu „roll-to-roll” w ośrodku CPI. Partnerzy przemysłowi mają otwarty dostęp do instalacji pilotażowej i mogą za jej pomocą testować swoje innowacyjne produkty i materiały. Na miejscu można zmontować też złożone systemy o przepustowości i koszcie wymaganych przy produkcji masowej. Docelowym zastosowaniem produktów demonstracyjnych była produkcja znaczników NFC i RFID. W celu potwierdzenia słuszności koncepcji partnerzy projektu wyprodukowali 9 000 pasywnych znaczników NFC do użytku na dobrach szybko zbywalnych i 1 000 pasywnych znaczników NFC do powierzchni metalowych. W tym drugim rodzaju znaczników zastosowano warstwę ferrytu, która chroni pole magnetyczne. Oprócz tego partnerzy wyprodukowali 200 bardzo małych znaczników łączących technologie NFC i RFID do stosowania z urządzeniami gospodarstwa domowego i 1 000 aktywnych znaczników NFC umieszczanych na produktach farmaceutycznych, by rejestrować temperaturę na przestrzeni czasu. „Nasza linia pilotażowa jako pierwsza produkuje wyjątkowo cienkie i elastyczne rozwiązania, które są zgodne z wymogami platform do produkcji masowej”, dodaje Slack.
Potencjał rozwojowy
Zasadniczo projekt miał przyczynić się do obniżenia kosztu przyszłych urządzeń IoT poprzez opracowanie nowych tuszów przewodzących i elastycznych substancji klejących, które zwiększyłyby efektywność, produktywność i szybkość produkcji elektroniki drukowanej. „Technologia IoT jest już dostępna, a dzięki projektowi NECOMADA jesteśmy dobrze przygotowani do pomagania firmom w wykorzystywaniu jej potencjału”. Slack podsumowuje: „Elektronika drukowana i elastyczna będzie kluczowym składnikiem nowych rynków. Cienkie i elastyczne rozwiązania opracowane w trakcie projektu NECOMADA wyznaczają kierunek produkcji tanich, powszechnych źródeł danych do detekcji i monitorowania w różnych warunkach i celach”.
Słowa kluczowe
NECOMADA, znaczniki, near-field communication (NFC), Internet rzeczy (IoT), elektronika drukowana, radio-frequency identification (RFID), CPI, elektronika elastyczna, tusze, klej
