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Il team dell'Università di Binghamton dietro i "papertronics", dispositivi elettronici basati su carta che offrono un approccio più rispettoso dell'ambiente ai sensori monouso e simili, ha ricevuto una sovvenzione di 400.000 dollari dalla National Science Foundation (NSF) per sviluppare ulteriormente il concetto.

"Tutti i lavori precedenti con circuiti stampati basati su carta dovevano utilizzare componenti elettronici disponibili in commercio", spiega Seokheun (Sean) Choi, professore presso il Dipartimento di ingegneria elettrica e informatica del Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science e guidare il progetto papertronics. "Ciò non ha alcun senso per l'elettronica completamente basata su carta. Vogliamo sostituire questi componenti con condensatori, registri e transistor basati su carta."

La sovvenzione sarà utilizzata per finanziare la ricerca sull'ampliamento degli usi e sull'espansione di una tecnologia dimostrata in un articolo pubblicato nell'ottobre dello scorso anno. Destinati principalmente all'elettronica monouso come i sensori medici, i dispositivi "papertronici integrati" vengono creati stampando e sciogliendo la cera su carta, aggiungendo inchiostri e argento serigrafato, quindi un elettrolita per trasformare le porzioni in componenti attivi.

Il team dietro l’articolo di ottobre ha dimostrato il potenziale della tecnologia con una gamma di dispositivi papertronici funzionali, tra cui un amplificatore funzionante, che combinava dispositivi resistore, transistor e supercondensatore. Dopo il test, l'amplificatore è stato ridotto in cenere, senza lasciare dietro di sé nessuno dei materiali dannosi solitamente associati all'elettronica tradizionale.

"Il mio obiettivo a lungo termine è creare un sistema elettronico verde e rinnovabile, quindi in questo senso questo progetto è il passo logico successivo", afferma Choi. "Le idee e le osservazioni del mio gruppo di ricerca ci rendono leader nelle biobatterie cartacee e nei biosensori autoalimentati basati su carta. Integrerò tutta la mia competenza, conoscenza ed esperienza per creare un sistema interamente basato su carta. "

Tuttavia, Choi e colleghi non sono gli unici a studiare il passaggio alla carta per l’elettronica del futuro. Nel novembre dello scorso anno un team della Nanyang Technological University ha dimostrato un modo per trasformare la carta straccia in un materiale da utilizzare nelle batterie agli ioni di litio ad alta capacità; a settembre i ricercatori dell'Indian Institute of Science (IISc) e della Pandit Deendayal Energy University hanno creato un sensore di pressione da strati di carta di cellulosa liscia e ondulata rivestiti di monosolfuro di stagno; e nel marzo di quest'anno gli scienziati dell'Università di San Paolo (USP) hanno dimostrato un sensore per rilevare pesticidi sulla frutta commestibile, realizzato con carta kraft o pergamena serigrafata con elettrodi di carbonio.

"Con il nostro lavoro precedente, volevamo sviluppare componenti papertronici: questo era il nostro obiettivo, e abbiamo utilizzato materiali tossici o qualunque cosa funzionasse", afferma Choi del lavoro precedente e di come sarà diversa l'estensione finanziata dalle sovvenzioni. "Ma ora mi piacerebbe utilizzare materiali biodegradabili per creare anche i componenti più piccoli."

"Questo progetto NSF mira a creare una piattaforma per dispositivi usa e getta ed ecologici sviluppando un sistema interamente basato su carta attraverso l'integrazione di sistema di componenti elettronici basati su carta nel PCB di carta", osserva la NSF nell'abstract del premio. “Prevediamo che l’innovazione proposta fornirà una nuova strategia che rivoluzionerà la fabbricazione e le applicazioni dei dispositivi usa e getta di prossima generazione”.

Maggiori informazioni sui termini della sovvenzione sono disponibili sul sito web della NSF.