Supersmart - 基于纸张的印刷电子产品......

......作为环保和成本高效的替代方案。

由EIT原产地资助的SuperMart研究项目显示了证明:印刷电子元件如传感器和智能标签,在建立生产,零售和物流的智能环境中可以发挥重要作用。高效可靠的生产过程使其成为经济竞争力。在资源保护,气候和环境方面,在纸上印刷的电子产品具有出色的常规基板和智能电子元件的制造工艺优势。昨天,SuperMart项目在2021 OE-A比赛中获得了奖品(OE-A:有机和印刷电子协会)。

为什么纸?

纸上印刷传感器设备 - 智能标签的新和可持续的方法
arjowgins法国/©Supersmart项目

欧洲的包装市场以及电子行业正在移动。小型化和成本效益的电子标签能够监控运输和物流或提供有关产品起源和真实性的伪造信息。智能包装创造了附加值;然而,与此同时,塑料包装尤其面临着自由基的变化。社会保护气候和保护资源的义务导致仍然允许的组件(REACH,RoHS等)更严格的准则和法律。这也导致欧盟包装调节来控制塑料包装的使用。因此,寻求更加环保和成本效益的替代方案对经济越来越重要。

这里,纸 - 自年龄以来使用的材料 - 经历新的利用率。采用可再生原料制成,耐用,再循环良好,最终,如果适当加工,甚至可生物降解。到目前为止,纸张几乎没有作为电子设备的载体材料发挥作用,因为纸张不能与经典电子制造结合。在Supersmart中,一个带有11个合作伙伴的欧洲联盟已经花了三年的时间为使用高度可扩展的技术过程带来印刷电子产品,这些过程也允许批量生产。

在Supersmart中,有两个应用示例的材料和过程匹配 - 冲击检测传感器和智能防伪标签 - 打印电子电路并直接在纸上显示。两个组件都可以通过手机应用程序简单地读出。

功能材料的可用性

对纸张智能标签的途中的一个大挑战是可在不具有批量到批量变化的情况下可靠且不断高质量的可打印,功能和实惠的材料的可用性。SuperMart项目特别关注材料的扩大和质量控制,以支持所有想要进行功能标签和智能标签的公司。在功能纸旁边,超级制造于例如压电聚合物,铁电纳米粒子,电致变色材料,金属氧化物半导体和纸张的阻挡涂层。

为了证明上缩放的材料具有相同的高速技术的质量 - 与实验室中加工的标签和材料相比,建立了轧制卷和片材的纸张工艺。即使是压电材料的抛光也由自动化抛光站缩放。在功能纸上应用拾取技术,以便在必要时集成传统的微电子组件(电池,通信芯片)。

气候和环境的突出利益

进行生命周期评估(LCA)以确定纸张上的资源有效的印刷电子器件是否究竟是如何需要改进的潜力。用制造纸代替有机或无机基材简化了随后的再循环,并在加工过程中和产品寿命结束时减少浪费。印刷过程比传统的半导体工艺消耗更少的能量和资源,简化了回收的设计。在纸和宠物基板之间的直接LCA比较中用于生产薄膜电子器件,纸张显示出宠物的清晰优势。在LCA中的几乎所有18个类别中(例如,全球变暖,水使用或富营养化,平流层臭氧耗尽或生态毒性),使用纸基材的使用将仅引起宠物的环境影响的10-20%。

纸质电子技术突破

随着其对电子元器件印刷良好的高通量工艺应用精心设计的高通量工艺,SuperMart项目已去除主要障碍,并将印刷电子产品推向更高水平的技术成熟。此外,纸张的传感器和标签对于许多应用具有吸引力。它们很容易集成到包装和消费品中。特别易受伤害或昂贵商品的防伪标签可以帮助保护制造商和消费者免受欺诈。集成在包装中的大面积冲击检测传感器或其他纸质元素提供运输保护和事件可追溯性。最后,这些印刷元件可用作安全功能,为简单产品添加可靠且具有成本高效的智能性。包装越聪明,较大的利益。即使是完全新的应用领域也可以想到,例如过滤技术或教育部门。

SuperMart项目团队很自豪地被国际陪审团选择了2021年OE-A竞争中的赢家,“最佳公共资助的项目示威者”类别。颁奖典礼将于2021年4月15日举行。

伙伴

阿尔克马,法国(项目协调)
arjowgins法国s.a.s,法国
中心国家德拉·赫尔赫(CNRS-UB)(CNRS-UB),法国
Coatema涂料机械GmbH,德国
法国替代能源和原子能委员会(CEA),法国
Fraunhofer硅酸盐研究所ISC,德国
Fraunhofer工艺工程研究所工程和包装IVV,德国
Joanneum Research,奥地利
Luquet&Duranton,法国
芬兰芬兰有限公司VTT技术研究中心(VTT),芬兰
新星科技学院|FCT Nova,Universidade Nova de Lisboa,葡萄牙
法国大学(Bordeaux)

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

博物馆Domingues Dos Santos,Arkema Piezotech(项目协调员)
Gerhard Domann,Fraunhofer ISC

Weitere信息:

项目网站:https://supersmart-project.eu/

http://www.isc.fraunhofer.de/

媒体联系人

Dipl.- Geophys。Marie-Luise Righi Pr Und Kommunikation
Fraunhofer-InstitutfürSilicatforschungISC

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