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Componenti e materiali funzionali mantengono in gioco i prodotti in carta

Un progetto finanziato dall’UE ha sviluppato un nuovo ed economico processo di produzione in grado di supportare una nuova generazione di prodotti in carta sostenibili. Insieme, questi risultati aprono nuove opportunità per il settore della carta e della stampa nel crescente mercato dell’elettronica stampata a basso costo e con un alto valore aggiunto.
Componenti e materiali funzionali mantengono in gioco i prodotti in carta
I ricercatori del progetto APPLE (Autonomous printed paper products for functional labels and electronics) si sono concentrati sullo sviluppo di circuiti elettronici mediante tecnologia di stampa e a basso consumo energetico. Il loro lavoro ha portato a una nuova generazione sostenibile di prodotti stampati intelligenti.

Fin dall’inizio, i ricercatori APPLE hanno immaginato prodotti in carta con specifiche proprietà autonome che interagissero con gli utenti e/o segnalassero le variazioni nel loro ambiente. Il team ha prodotto con successo etichette stampabili, altamente funzionali, che possono rivelare i livelli di temperatura, tossicità o inquinamento.

Gli sforzi profusi durante il progetto hanno consentito lo sviluppo di materiali funzionali avanzati (carta, fibre, inchiostri), componenti funzionali (batterie, sensori di gas e temperatura, display e transistor elettrochimici) e componenti periferici (linee conduttive, resistori e interconnessioni). Altri risultati finali includono strumenti di simulazione elettrica e controllo qualità online specifico dei prodotti elettronici stampati su carta.

Il flusso del processo di produzione APPLE, economicamente vantaggioso, si basa su tecniche di stampa e nidificazione comunemente utilizzate nell’industria della stampa. Il processo tiene in considerazione la necessità di separare la stampa del componente elettronico da quello dell’etichetta esteticamente gradevole che copre e protegge il circuito elettronico stesso.

I ricercatori che hanno effettuato le dimostrazioni finali del progetto APPLE hanno ricevuto i massimi premi alla conferenza LOPEC Conference di marzo 2015, l’evento/fiera internazionale per la stampa elettronica. Demo1 è un dispositivo di accensione e spegnimento che fornisce informazioni sulla presenza di un gas pericoloso. DEMO2 è un manifesto di carta (formato A0) in grado di distinguere tre livelli di gas e immediatamente visualizzarne i valori rilevanti.

Per entrambi i demo, la progettazione della stampa definisce i limiti fisici del comportamento dell’elettronica e i problemi di stampa, nonché l’identità grafica del prodotto vero e proprio (es. dimensioni del poster, dimensioni del display). La metodologia sviluppata da APPLE per queste demo può essere applicata a qualsiasi prodotto elettronico in carta stampata basato sulla combinazione di un sensore, un display e una batteria integrati in un circuito elettrico dedicato.

Per quanto riguarda l’impatto ambientale, l’analisi dei cicli di vita analisi dei circuiti stampati su carta ha mostrato un impatto molto basso sulle emissioni di anidride carbonica e altri fattori ambientali, rispetto all’elettronica convenzionale.

Il lavoro e i risultati del progetto contribuiscono a un rinnovamento dei prodotti dell’industria della carta con più il valore aggiunto dei prodotti funzionali. La tecnologia sviluppata potrebbe anche trovare applicazione in settori connessi alla sicurezza pubblica, imballaggio e a produzione e utilizzo dei prodotti chimici.

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Materiali funzionali, prodotti in carta, elettronica stampata, stampa, componenti funzionali