Papertronics:一次性电子在一张纸上

崔AZoM说话Seokheun电气与计算机工程系教授在纽约州立大学。他的新研究细节原型电路板的生产打印在一张纸上。

请,你能介绍你自己,你的专业背景,以及如何被参与电子创新?

我的长期目标是创造绿色和可再生电子系统,促进其转化潜力向实用、实际可支配物联网(物联网)应用程序。当前papertronic工作是下一个合乎逻辑的步骤在我早期的工作思想和观察与纸质生物电池,这是最近的一次任务的一部分创建一个自供电的纸质若系统。工作papertronics paperfluidics,灵活的电子产品和绿色电子产品的顺利走向设计集成papertronics真实世界的应用程序。我的一些先驱之一纸质生物电池和papertronic研究,和最近发表的主要评论完整的纸质电池及其应用的范围。

电子垃圾的问题有多重要?为什么这么难以回收?

随着电子产品越来越普及和快速更新导致快速退化,电子废物,山发展严重,对环境和公众健康的负面影响。美国产生约700万吨电子垃圾在2019年,只有17%被回收。很难回收电子设备,因为它们没有技术上设计为可回收,具有降解和有毒的无机材料。亚博网站下载

您已经创建了一个原型电路板在一张纸上。这怎么可能?

纸展示优越的兼容性与一次性应用程序,提供更便宜,容易获得,灵活、容易可支配的选择。纸吸引了大量关注的生物降解能力的未来绿色电子产品,减少电子垃圾的大幅增加。此外,由于其优良的机械和介电性能与化学和热稳定性,论文已成为下一代电子产品的改变游戏规则的衬底,称为papertronics。

图片来源:Seokheun崔

纸与毛细作用的天然兼容性、印刷、和叠加让我们减少制造过程和设备设计复杂性利用有益的所有属性纸具有成本效益和环保的方式。通过蜡染、纸张油墨注入,丝网印刷,金属导线能够保持灵活性而获得完整的集成与纸基板。

潜在的未来的应用可能这些纸质电子支持什么?

papertronics将适合一次性无线传感器网络(网络)通过物联网,名叫一次性东西的互联网(IoDT)。IoDT新奇的网络,它可以由小,紧凑,一次性,功能性,但便宜的包,可以连接,直到任务完成,然后随时扔掉。IoDT设备将提供情报和自治很大程度上通过支持快速部署新的应用程序和服务的创建在一个负担得起的价格点,如即时个性化医疗体系,物流和货物跟踪解决方案,食品和杂货监测系统以及军事侦察或交付系统。

什么是本研究的创新,什么是最重要的和令人兴奋的部分吗?

甚至最新的尝试使用纸质电子比概念没有更进一步的研究,未能确保其转化潜力向实用、实际的应用程序。纸可以只作为安装无纸化的衬底,现成的,标准材料电子元件,杜绝一个完全基于纸张的设备平台,很难完全回收利用和减少环境足迹。

我们提供了一个完全基于纸张的设备与所有纸在纸上印刷电路板组件。特别是,方法讨论了同时实现可调电阻,超级电容器,electrolyte-gated场效应晶体管,在一张纸的厚度。每个电子组件是完全集成到功能化纸区域,表现出良好的电活动,适应性、灵活性和通用性。

如何这些papertonics执行相比,传统的电子产品吗?

这个项目的目标并不是取代传统inorganic-based电子行业。相反,它为新技术提供的机会,应用程序和市场的方式来减少电子垃圾的大幅增加。一次性,一次性操作short-programmed一段不需要高科技集成电路与高分辨率和可靠性。然而,更多的研究工作将更高的密度和性能。

这些纸质电子其他材料用亚博网站下载于什么?

鉴于可生物降解的电子产品完全可降解材料制成的地址无法控制的电子垃圾问题,集中在材料科学和加工技术的进步将是必不可少的。亚博网站下载亚博老虎机网登录虽然项目试图使用生物相容性合成聚合物,和环保半导体导电,绝缘材料,生物可降解材料的发现和工程这个项目的范围之外。亚博网站下载这项工作的重点是了解潜在的纸作为衬底,并建立一个创新的策略将现有电子元件集成到纸和开发生产范式。然而,原料将被更多的可生物降解材料在未来工作所取代。亚博网站下载

如何处理这些电路板吗?有有害的副产品吗?

我们所有的纸质装置一次性应用程序可以很容易地和安全地通过焚烧或生物降解处理。我们显示印电路板点火后20年代被化为灰烬。一些副产物生成,可能对环境有害。然而,如果设备可以通过焚烧处理,我们可以大大减少电子垃圾。焚烧设施可以包含许多技术来确保适当的燃烧和减少排放。

什么限制之前必须克服这个技术可以扩大吗?

将需要额外的包装所有纸质设备因为湿度可能极大地改变形态和降低它的性能和寿命。此外,一些潜在的接触纸其他微生物可以生物降解纸通过酶的活动。

读者在哪里可以找到更多的信息?

1。m·兰德斯a . Elhadad m . Rezaie,他和崔s”集成Papertronic技术:高度可定制的电阻器,电容器,晶体管电路在一张纸上,“ACS应用材料&接口,14日,45658 - 45668年,2022年亚博网站下载https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c13503

2。崔”为驱动电致细菌承诺新的机遇、传感和合成,“小,评论文章,18 (18),2107902,2022https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202107902

3所示。y高和s . Choi”走向自供电的Papertronics:将生物电池集成到一张纸,“先进材料技术,2,1600194,2017亚博网站下载https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/admt.201600194

关于Seokheun崔

崔Seokheun“肖恩”是一个电子和计算机工程系教授的纽约州立大学(纽约州立大学)宾厄姆顿。目前,他正在“生物电子学和微系统实验室”和“先进传感技术研究中心和环境可持续发展”作为一个导演。他目前的研究主要集中在下一代“电子、传感器和发电技术”,包括自供电的电子、耐磨和可伸缩的传感器,生物电池,papertronics, fibertronics。多年来,他从NSF已经获得了资金超过400万美元,ONR,纽约州立大学研究基金会。他已经撰写了超过150个期刊和会议文章,两本书的章节,和一本书,两项美国专利。yabo214有关更多信息,请访问他的研究网站,http://ws.binghamton.edu/choi/。