Учёные предложили использовать бумажные микросхемы для Интернета вещей

Исследователи из Университета штата Нью-Йорк в Бингемтоне опубликовали работу, в которой рассмотрели идею использования бумажных микросхем для нужд Интернета вещей. По их мнению, это позволит сократить объём электронных отходов.

Учёные предложили альтернативу обычным электронным платам в виде одноразовых бумажных (PCB).

По их словам, бумага является очень доступным, гибким и устойчивым материалом, который может претендовать на использование в экологически безопасных конструкциях печатных плат.

На диаграмме в исследовании учёные представили обзор процесса создания бумажных печатных плат. Он включает печать восковой модели, заливку бумажной краски и трафаретную печать функциональных элементов, лазерную резку сквозных отверстий и добавление токопроводящих дорожек.

Вышеупомянутые чернила используют смесь проводящих и полупроводящих формул, способных формировать резисторы, конденсаторы и транзисторы.

Исследователи утверждают, что печатные «провода» и компоненты такие же гибкие, как и бумага, на которую они нанесены.

Предполагается, что бумажные печатные платы будут использоваться в беспроводных сенсорных сетях и Интернете одноразовых вещей (IoDT). Такие устройства в настоящее время предназначены для оценки здоровья человека, мониторинга условий окружающей среды, решений по логистике и отслеживанию поставок, систем мониторинга пищевых продуктов, а также в военных системах наблюдения.

Следует отметить, что устройствам на основе бумажных печатных плат потребуется дополнительный уход за упаковкой из-за их чувствительности к влажности. Это повлияет на срок их активного использования и срок годности.

Для экологически чистой переработки использованные бумажные печатные платы можно будет как растворять, так и отфильтровывать для получения элементов, пригодных для вторичной переработки.

Исследователи говорят, что у них получилось создавать полностью бумажные перестраиваемые резисторы (от 20 Ом до 285 кОм), суперконденсаторы (∼3,29 мФ) и полевые транзисторы с электролитическим управлением.

Ранее группа учёных из университетов Осаки, Токио, Кюсю и Окаямы (Япония) разработала новый тип полупроводника из пиролизованной целлюлозной нановолоконной бумаги (CNP от cellulose nanofiber paper) с трёхмерной сетчатой структурой. Электрическая проводимость такого полупроводника может быть настроена от состояния изолятора (1012 Ом⋅см) до состояния квазиметалла (10-2 Ом⋅см) посредством температурно-контролируемого пиролиза.